Гідроакумулятор
Гідроакумулятор- посудина, що працює під тиском, яка дозволяє накопичувати енергію стисненого газу або пружини і передавати її в гідросистему потоком рідини, що знаходиться під тиском.
Водонапірну вежу, що виконує схожі функції, формально до гідроакумуляторів не відносять, тому що в ній немає зовнішнього тиску на рідину, і основне завдання вежі - збереження рідини, а не енергії.
Зміст
Прообраз сучасного гідроакумулятора вперше спроектував та запатентував англійський винахідник Джозеф Брама. Він створив складну гідросистему для подачі різних сортів пива з бочок, що стояли у льоху. Зберігати бочки нагорі не можна було, бо при жарі пиво швидко скисало. Тому раніше в кожній пивній доводилося тримати ватагу хлопчаків, які весь час знов сходили по сходах. Джерелом енергії для «пивопроводу» став вантаж, що тиснув на рідину. Так було винайдено вантажний гідроакумулятор.
- гідроакумулятори з механічним накопичувачем;
- гідроакумулятори із пневматичним накопичувачем.
Зважаючи на ряд недоліків гідроакумулятори з механічним накопиченням енергії не набули широкого поширення і мають обмежене застосування. Найбільш широке застосування практично у всьому світі отримали пневмогідравлічні акумулятори.
Гідроакумулятори з механічним накопичувачем
Класифікація гідроакумуляторів з механічним накопичувачем
- вантажні гідроакумулятори;
- пружинні гідроакумулятори.
У вантажних гідроакумуляторах накопичення енергії гідравлічної рідини та її повернення в систему відбувається за рахунок потенційної енергії вантажу, що знаходиться на певній висоті.
У пружинних гідроакумуляторах накопичення енергії гідравлічної рідини та їїповернення до системи відбувається рахунок механічної енергії стиснутої пружини.
Гідроакумулятори з пневматичним накопичувачем
У пневмогідравлічних акумуляторах (пневмогідроакумуляторах) накопичення енергії гідравлічної рідини та її повернення в систему відбувається за рахунок енергії стисненого газу (зазвичай азоту чи стисненого повітря). Для запобігання потраплянню повітря в рідинну магістраль можуть застосовуватися плаваючий поршень, мембрана або механізм поплавця.
Процес стиснення та розширення газу в пневмогідроакумулятор є політропним процесом. Для моделі ідеального газу справедлива залежність:
При тиску вище 200 бар поведінка реального газу відрізняється від поведінки моделі ідеального газу і якщо його не враховувати, то при розрахунках виходить занижене значення об'єму гідроакумулятора. У цьому випадку необхідно ввести коригувальний коефіцієнт, що враховує цю невідповідність.
При практичному застосуванні залежність тиску від обсягу газу може бути знижена рахунок збільшення газової порожнини шляхом приєднання додаткового обсягу.
При малій зміні тиску рідинної порожнини гідроакумулятора газ стискається незначно. У цьому випадку для підтримки тиску у вузькому діапазоні змінний обсяг гідроакумулятора може виявитися недостатнім для робочого процесу. Для того, щоб зміна об'єму меншою мірою впливала на зміну тиску, газову порожнину гідроакумулятора збільшують шляхом підключення до неї додаткового ресивера. У цьому випадку об'єм газової порожнини складається з об'єму ресивера і об'єму гідроакумулятора, що змінюється.
Переваги і недоліки
Кожному типу гідроакумуляторів властиві свої переваги та недоліки.