Λύσεις — Κεφάλαιο 16 · Αντλίες ΚΑΙ Αεροσυμπιεστές (σελ. 464) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Β ΕΠΑΛ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Β’ ΕΠΑΛ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Β ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 16 · Αντλίες ΚΑΙ Αεροσυμπιεστές (σελ. 464) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Β ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 16 · Αντλίες ΚΑΙ Αεροσυμπιεστές (σελ. 464)

Απαντήσεις στις ερωτήσεις Αξιολόγησης του βιβλίου.

Αντλίες

Ερώτηση: 1. Τι είναι η αντλία; 2. Ποια στοιχεία περιλαμβάνει ένα πλήρες σύστημα άντλησης; 3. Ποια είναι τα κύρια στοιχεία των αντλιών; 4. Σε ποιες κατηγορίες κατατάσσονται οι αντλίες; 5. Ποια είναι τα κύρια μέρη μιας εμβολοφόρου αντλίας; 6. Περιγράψτε τη λειτουργία μιας εμβολοφόρου αντλίας.

Απάντηση:

1. Αντλία είναι ένα μηχάνημα που χρησιμεύει για να διακινεί οποιοδήποτε υγρό από ένα δοχείο σε άλλο, το οποίο είναι τοποθετημένο υψηλότερα ή έχει μεγαλύτερη πίεση από το πρώτο. Δεν είναι κινητήρια μηχανή αλλά εργομηχανή: καταναλώνει μηχανικό έργο για να μεταβάλει τη δυναμική ή και την κινητική ενέργεια του υγρού.
2. Σύστημα άντλησης: το αντλητικό συγκρότημα (σύνολο αντλιών και κινητήρων που δημιουργούν την απαραίτητη διαφορά πίεσης) και η σωληνογραμμή, που αποτελείται από το τμήμα αναρρόφησης (από το σημείο παραλαβής του υγρού μέχρι την είσοδο της αντλίας) και το τμήμα κατάθλιψης (από την έξοδο της αντλίας μέχρι τον τελικό προορισμό).
3. Κύρια στοιχεία: ο βαθμός απόδοσης \(n = n_h \cdot n_v \cdot n_m\) (υδραυλικός, ογκομετρικός, μηχανικός· συνήθως 0,7–0,9)· η παροχή V (m³/s)· τα ύψη της αντλίας (στατικό ύψος αναρρόφησης και κατάθλιψης, στατικό ύψος, ύψος αντιστάσεων, ολικό ύψος \(H_o = H_\sigma + H_r\), μανομετρικό ύψος)· η αποδιδόμενη ισχύς \(N = \rho \cdot g \cdot H_o \cdot V\)· η ισχύς του κινητήρα.
4. Κατηγορίες: εμβολοφόρες αντλίες εκτόπισης (με παλινδρομικά ή περιστρεφόμενα έμβολα)· περιστροφικές αντλίες εκτόπισης ή ογκομετρικές (στροφείο: οδοντωτοί τροχοί, κοχλίας, λοβοί)· φυγοκεντρικές αντλίες ακτινικής ή αξονικής ροής· ειδικές αντλίες (π.χ. με διαφορικό έμβολο, με περιστρεφόμενους κυλίνδρους, βαθέων φρεάτων).
5. Κύρια μέρη εμβολοφόρου αντλίας: ο κύλινδρος (από ορείχαλκο, χυτοσίδηρο ή χυτοχάλυβα, συχνά με ορειχάλκινο χιτώνιο)· οι βαλβίδες αναρρόφησης και κατάθλιψης (αυτόκλειστες ή ανεπίστροφες, συνήθως ορειχάλκινες)· το έμβολο με τα ελατήριά του (έμβολα βύθισης ή δισκοειδή)· οι αεροκώδωνες (μεταλλικοί θάλαμοι στην αναρρόφηση και την κατάθλιψη για ομαλή ροή).
6. Λειτουργία: σε κάθε κύλινδρο παλινδρομεί ένα έμβολο. Κατά τη μία διαδρομή του το έμβολο δημιουργεί υποπίεση και το υγρό εισέρχεται στον κύλινδρο από τη βαλβίδα αναρρόφησης· κατά την αντίθετη διαδρομή το έμβολο ασκεί πίεση στο υγρό και το καταθλίβει έξω από τον κύλινδρο μέσω της βαλβίδας κατάθλιψης. Οι αεροκώδωνες εξομαλύνουν την εισροή (αποφυγή κτύπων) και εξασφαλίζουν συνεχή ροή στην κατάθλιψη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εργομηχανή που διακινεί υγρό προς υψηλότερη στάθμη ή πίεση· αντλητικό συγκρότημα και σωληνογραμμή (αναρρόφηση, κατάθλιψη)· βαθμός απόδοσης, παροχή, ύψη, ισχύς· εμβολοφόρες, περιστροφικές εκτόπισης, φυγοκεντρικές, ειδικές· κύλινδρος, βαλβίδες, έμβολο, αεροκώδωνες· αναρρόφηση με υποπίεση και κατάθλιψη με πίεση του εμβόλου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: οι τέσσερις κατηγορίες αντλιών και τα κύρια στοιχεία (βαθμός απόδοσης, παροχή, ύψη, ισχύς) όπως στο βιβλίο.

Αεροσυμπιεστές

Ερώτηση: 7. Τι είναι ο αεροσυμπιεστής; 8. Ποιες είναι οι κατηγορίες των αεροσυμπιεστών; 9. Πώς επιτυγχάνεται η αύξηση της πίεσης στους φυγοκεντρικούς αεροσυμπιεστές με ακτινική ροή; 10. Ποιες είναι οι προδιαγραφές των αντλιών και των αεροσυμπιεστών;

Απάντηση:

7. Αεροσυμπιεστές είναι μηχανήματα που αναρροφούν αέρα από το περιβάλλον και αυξάνουν την πίεσή του σε τιμές μεγαλύτερες από την ατμοσφαιρική· ο συμπιεσμένος αέρας καταθλίβεται και αποθηκεύεται στα αεροφυλάκια. Είναι και αυτοί εργομηχανές.
8. Κατηγορίες: συμπιεστές εκτόπισης, όπου η πίεση αυξάνεται με ελάττωση του όγκου του αέρα — εμβολοφόροι παλινδρομικοί και εμβολοφόροι περιστροφικοί (με λοβούς)· φυγοκεντρικοί συμπιεστές με ακτινική ή αξονική ροή, όπου η πίεση αυξάνεται μέσω της αύξησης της ταχύτητας του αέρα. Οι παλινδρομικοί δίνουν υψηλότερες πιέσεις, οι φυγοκεντρικοί μεγαλύτερες παροχές.
9. Φυγοκεντρικοί ακτινικής ροής: ο αέρας εισέρχεται στο κέντρο του κελύφους λόγω του κενού που δημιουργεί η περιστροφή του στροφείου· τα κινητά πτερύγια του στροφείου τον παραλαμβάνουν και τον επιταχύνουν και τον διοχετεύουν σε αγωγό κατάλληλης διατομής ή στα σταθερά πτερύγια, όπου η διατομή ροής αυξάνεται προοδευτικά, με συνέπεια τη μείωση της ταχύτητας και την αύξηση της πίεσης.
10. Προδιαγραφές: ρυθμιζόμενη παροχή, ώστε να ακολουθεί τις μεταβαλλόμενες ανάγκες· μέγιστη ισχύς με μηχανήματα μικρού όγκου και μεγαλύτερου βαθμού απόδοσης· φιλικά προς το περιβάλλον, με ελάχιστες εκπομπές ρύπων, αθόρυβα και χωρίς κραδασμούς· εύκολη συντήρηση ή επισκευή· αξιοπιστία με χαμηλό ποσοστό βλαβών, εφόσον συντηρούνται σωστά.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εργομηχανή που αυξάνει την πίεση του αέρα και τον αποθηκεύει σε αεροφυλάκια· εκτόπισης (παλινδρομικοί, περιστροφικοί) και φυγοκεντρικοί· επιτάχυνση από το στροφείο και μετατροπή της ταχύτητας σε πίεση με αύξηση της διατομής· ρυθμιζόμενη παροχή, μικρός όγκος/υψηλή απόδοση, φιλικά στο περιβάλλον, εύκολη συντήρηση, αξιοπιστία.

Κριτήρια αξιολόγησης: