DOPRAVNÍ A ZDVIHACÍ STROJE

OBSAH 1 DOPRAVNÍ A ZDVIHACÍ STROJE (V. Kemka).............. 9 1.1 Zdvihadla a jeřáby....................................... 11 1.1.1 Rozdělení a charakteristika zdvihadel......................... 11 1.1.2 Charakteristika jeřábů..................................... 19 1.1.3 Dělení jeřábů............................................ 21 1.1.4 Všeobecné strojní části jeřábů............................... 28 1.1.5 Prostředky k uchopení břemena.............................. 32 1.1.6 Hnací ústrojí jeřábů....................................... 34 1.1.7 Nosné konstrukce jeřábů................................... 37 1.1.8 Pohony jeřábů........................................... 38 1.2 Výtahy................................................. 38 1.2.1 Rozdělení výtahů......................................... 39 1.2.2 Základní parametry výtahů................................. 40 1.2.3 Hlavní části výtahů........................................ 41 1.2.4 Základní pojmy a vztahy................................... 47 1.2.5 Hydraulické výtahy....................................... 48 1.2.6 Pohyblivé schody a chodníky............................... 48 1.3 Dopravníky............................................. 50 1.3.1 Dopravníky s tažným elementem............................. 50 1.3.2 Dopravníky bez tažného elementu............................ 67 1.4 Ostatní manipulační prostředky a systémy................... 75 1.4.1 Pneumatické a hydraulické dopravní systémy................... 75 1.4.2 Pomocné prostředky při manipulaci.......................... 78 1.4.3 Dopravní vozíky.......................................... 82 1.4.4 Přepravní prostředky...................................... 84 1.4.5 Paletizace, kontejnerizace, stohování.......................... 87 1.5 Silniční vozidla.......................................... 88 1.5.1 Charakteristika silničních vozidel............................ 88 1.5.2 Koncepce automobilů..................................... 98 1.5.3 Motor.................................................. 102 1.5.4 Převodné ústrojí.......................................... 104 1.5.5 Podvozek............................................... 112 1.5.6 Karoserie............................................... 124 5

2 PÍSTOVÉ STROJE (J. Barták)............................ 125 2.1 Pístová čerpadla......................................... 125 2.1.1 Charakteristika pístových čerpadel........................... 125 2.1.2 Rozdělení pístových čerpadel............................... 126 2.1.3 Základní výpočty pístových čerpadel vztažené k činnostem........ 129 2.1.4 Účinnosti pístového čerpadla................................ 131 2.1.5 Základní výpočet hlavních rozměrů čerpadel................... 132 2.1.6 Konstrukce pístových čerpadel.............................. 133 2.1.7 Membránová čerpadla..................................... 135 2.1.8 Ostatní hydrostatická čerpadla............................... 135 2.2 Pístové kompresory...................................... 140 2.2.1 Charakteristika pístových kompresorů......................... 140 2.2.2 Rozdělení pístových kompresorů............................. 142 2.2.3 Základní výpočty pístových kompresorů....................... 142 2.2.4 Několikastupňová komprese................................ 146 2.2.5 Rozvody pístových kompresorů.............................. 147 2.2.6 Regulace pístových kompresorů............................. 148 2.2.7 Chlazení a mazání........................................ 149 2.3 Pístové spalovací motory s přímočarým vratným pohybem..... 150 2.3.1 Charakteristika pístových spalovacích motorů.................. 150 2.3.2 Rozdělení pístových spalovacích motorů...................... 150 2.3.3 Konstrukce zážehových pístových spalovacích motorů........... 152 2.3.4 Rozvody spalovacích motorů................................ 152 2.3.5 Základní pojmy a výpočtové vztahy spalovacích motorů.......... 157 2.3.6 Zážehové motory princip činnosti........................... 159 2.3.7 Základní části zážehových motorů............................ 164 2.3.8 Vznětové motory......................................... 174 2.3.9 Vstřikování paliva vznětového motoru........................ 175 2.3.10 Wankelův motor.......................................... 181 2.3.11 Mazání spalovacích motorů................................. 182 2.3.12 Chlazení spalovacích motorů................................ 183 2.3.13 Výfukový systém a katalyzátory spalovacích motorů............. 187 2.3.14 Paliva spalovacích motorů.................................. 189 2.3.15 Provoz a údržba spalovacích motorů.......................... 192 3 LOPATKOVÉ STROJE (P. Milčák, P. Žitek)................. 193 3.1 Hydrodynamická čerpadla................................ 193 3.1.1 Charakteristika hydrodynamických čerpadel.................... 193 3.1.2 Rozdělení hydrodynamických čerpadel........................ 194 3.1.3 Stavba a princip činnosti hydrodynamických čerpadel............ 196 3.1.4 Základní pojmy a vztahy................................... 197 3.1.5 Regulace výkonu hydrodynamických čerpadel.................. 199 3.2 Ventilátory............................................. 201 3.2.1 Charakteristika ventilátorů.................................. 201 3.2.2 Rozdělení ventilátorů...................................... 201 3.2.3 Stavba a princip činnosti ventilátorů.......................... 203 3.2.4 Základní pojmy a vztahy................................... 205 3.2.5 Regulace ventilátorů...................................... 206 3.3 Turbodmychadla a turbokompresory....................... 207 3.3.1 Charakteristika turbodmychadel a turbokompresorů.............. 207 3.3.2 Rozdělení turbodmychadel a turbokompresorů.................. 208 3.3.3 Stavba a princip činnosti turbodmychadel a turbokompresorů...... 208 3.3.4 Základní pojmy a vztahy................................... 210 3.3.5 Regulace turbodmychadel a turbokompresorů.................. 211 3.4 Vodní turbíny........................................... 211 3.4.1 Charakteristika vodních turbín............................... 211 3.4.2 Rozdělení vodních turbín................................... 212 3.4.3 Stavba a princip činnosti vodních turbín........................ 212 3.4.4 Základní pojmy a vztahy................................... 217 3.5 Parní turbíny........................................... 220 3.5.1 Charakteristika parních turbín............................... 220 3.5.2 Rozdělení parních turbín................................... 221 3.5.3 Stavba a princip činnosti parních turbín....................... 222 3.5.4 Základní pojmy a vztahy................................... 224 3.6 Spalovací turbíny........................................ 228 3.6.1 Charakteristika spalovacích turbín............................ 228 3.6.2 Rozdělení spalovacích turbín................................ 229 3.6.3 Stavba a princip činnosti spalovacích turbín.................... 230 3.6.4 Základní pojmy a vztahy................................... 234 3.7 Tryskové motory........................................ 234 3.7.1 Charakteristika tryskových motorů........................... 234 3.7.2 Rozdělení tryskových motorů............................... 235 3.7.3 Stavba a princip činnosti tryskových motor..................... 235 3.7.4 Základní pojmy a vztahy................................... 241 4 ENERGETICKÁ ZAŘÍZENÍ (P. Milčák, P. Žitek)............. 244 4.1 Parní generátory (kotle) a jejich příslušenství................ 244 4.1.1 Charakteristika kotlů...................................... 244 4.1.2 Rozdělení kotlů.......................................... 245 4.1.3 Stavba a princip činnosti kotlů............................... 245 4.1.4 Hlavní části kotle a jeho příslušenství......................... 249 4.1.5 Základní pojmy a vztahy................................... 252 4.2 Palivo.................................................. 253 4.2.1 Charakteristika paliva..................................... 253 6 7

4.2.2 Rozdělení paliv.......................................... 253 4.3 Jaderné reaktory štěpné................................. 255 4.3.1 Charakteristika štěpných jaderných reaktorů.................... 255 4.3.2 Rozdělení jaderných elektráren a reaktorů...................... 256 4.3.3 Stavba a princip činnosti štěpných jaderných reaktorů............ 257 4.3.4 Základní pojmy a vztahy................................... 262 4.3.5 Jaderná elektrárna Temelín................................. 263 4.4 Jaderné reaktory fúzní.................................. 264 4.4.1 Charakteristika fúzních jaderných reaktorů..................... 264 4.4.2 Stavba a princip činnosti fúzních jaderných raktorů.............. 264 5 TECHNICKÁ ÚPRAVA PROSTŘEDÍ (P. Milčák, P. Žitek)..... 266 5.1 Vytápění............................................... 266 5.1.1 Charakteristika otopné soustavy............................. 266 5.1.2 Rozdělení systémů vytápění................................. 267 5.1.3 Stavba a princip činnosti otopných soustav..................... 267 5.1.4 Základní pojmy a vztahy................................... 269 5.2 Klimatizace............................................. 271 5.2.1 Charakteristika klimatizačních zařízení........................ 271 5.2.2 Rozdělení klimatizačních zařízení............................ 272 5.3 Strojní chlazení.......................................... 273 5.3.1 Charakteristika chladicí techniky............................. 273 5.3.2 Rozdělení chladicí techniky................................. 273 5.3.3 Stavba a princip činnosti chladicích zařízení.................... 274 5.3.4 Základní pojmy a vztahy................................... 278 LITERATURA................................................ 280 8

3.1.3 Stavba a princip činnosti hydrodynamických čerpadel Odstředivá (centrifugální) čerpadla dopravují kapalinu točivým pohybem činné části rotoru, kterým je oběžné kolo. Kapalina proudí oběžným kolem proti výtoku a pohybuje se odstředivě. Ukázka třístupňového radiálního odstředivého čerpadla je na obr. 105. Odstředivá čerpadla dělíme na čerpadla radiální a diagonální. V radiálních čerpadlech vstupuje kapalina do oběžného kola axiálně, tj. rovnoběžně s osou a vystupuje z oběžného kola kolmo k ose otáčení, tj. radiálně. U diagonálních (šikmotokých, šroubových) čerpadel vstupuje kapalina do oběžného kola také axiálně, ale vystupuje z oběžného kola úhlopříčně (diagonálně), tj. šikmo k ose otáčení. Podle konstrukčního provedení jsou odstředivá čerpadla jednostupňová s jednostranným nebo oboustranným vstupem a několikastupňová, zpravidla s jednoduchými oběžnými koly řazenými za sebou, určená pro velké měrné energie. Stupeň odstředivého čerpadla je tvořený oběžným kolem a lopatkovým převaděčem. U vícestupňových čerpadel je za lopatkovým převaděčem umístěn převáděcí prostor do následujícího stupně. V axiálních (vrtulových) čerpadlech kapalina vstupuje do oběžného kola a vystupuje z něho rovnoběžně s osou, tj. axiálně. Takovéto provedení čerpadla je na obr. 106. U obvodových (vířivých) čerpadel kapalina do oběžného kola vstupuje a vystupuje z něho nejčastěji jen na části obvodu. Do labyrintových čerpadel vstupuje a vystupuje kapalina ve směru mezery mezi rotorem a statorem, v níž se ve spirálových drážkách (labyrintech) zvyšuje její tlak. činná část rotoru výstupní hrdlo vstupní hrdlo Obr. 106. Axiální vrtulové čerpadlo oběžné kolo Kombinované čerpadlo, jak název napovídá, je kombinací čerpadel stejného nebo různého konstrukčního provedení, zapojených za sebou nebo vedle sebe. 3.1.4 Základní pojmy a vztahy sací hrdlo motor čerpadla Měrné otáčky nq se používají pro výběr vhodného typu hydrodynamického čerpadla (tab. 10). Tab. 10. Měrné otáčky pro některé druhy hydrodynamických čerpadel ventil výstupní hrdlo Typ čerpadla Měrné otáčky n q (min 1 ) radiální 12 35 diagonální 35 160 axiální 160 400 Obr. 105. Třístupňové radiální odstředivé čerpadlo 196 197

Pro jejich výpočet se používá buď vzorec: n q = n Q, 4 3 H H (m) H (Q) ηč (Q) η č kde n q jsou měrné otáčky (min 1 ), n provozní otáčky čerpadla (min 1 ), Q objemový průtok (m 3.s 1 ), H dopravní výška čerpadla (m), nebo také: kde Y je měrná energie (J.kg 1 ), n provozní otáčky čerpadla (s 1 ). n q = 333 n Q, 4 3 Y Příkon čerpadla P (W) se vypočítá ze vztahu: P = Q $ t $ g $ H h = č kde Q je objemový průtok (m 3.s 1 ), ρ hustota čerpané kapaliny (kg.m 3 ), m hmotnostní průtok (kg.s 1 ), H dopravní výška čerpadla (m), η č účinnost čerpadla. Dopravní výšku H (m) lze určit ze vztahu: H = h + om $ g $ H, hč p v - p s cv t + 2 - cs 2 + Dh 2g z, kde h je rozdíl hladin, tzv. geodetická nebo statická výška (m), p v, p s tlak v sání, resp. na výtlaku (Pa), ρ hustota čerpané kapaliny (kg.m 3 ), c v, c s rychlost v sání, resp. na výtlaku (m.s 1 ), h z ztrátová výška (m), představuje ztráty v armaturách a ztráty třením v potrubí. Poznámka: Každý člen v rovnici má tvar (i rozměr) výšky zleva: statická, tlaková, rychlostní a ztrátová výška. Obr. 107. Charakteristika čerpadla Q (m 3 s 1 ) Charakteristiky čerpadel. Vyjadřují závislosti hlavních energetických parametrů (dopravní výšky H, měrné energie E, výkonu P nebo účinnosti η č ) na dopravovaném množství objemovém průtoku Q při určitých konstantních otáčkách. Dílčí charakteristiky se zpracovávají na základě experimentálního měření na zkušebním okruhu, jehož součástí je měřené čerpadlo jako prototyp nebo model. Na obr. 107 je znázorněna obecná charakteristika čerpadla závislost dopravní výšky a účinnosti čerpadla na objemovém průtoku. Ze závislosti je vidět, že při požadavku na vyšší objemový průtok klesá dopravní výška, a také to, že čerpadlo má nejvyšší účinnost při určitém dopravovaném množství (a také dopravní výšce). Při výběru čerpadla se tedy dbá na to, aby maximum účinnosti čerpadla bylo v oblasti jeho provozu. 3.1.5 Regulace výkonu hydrodynamických čerpadel Výkon čerpadla můžeme regulovat buď přímo na čerpadle (změnou otáček, natáčením oběžných lopatek, natáčením rozváděcích lopatek), nebo na celém systému čerpání (škrcením, obtokem). Regulace výkonu změnou otáček je provozně nejhospodárnější. Vyžaduje však regulovatelný pohon, např. elektromotor s měnitelnými otáčkami nebo parní turbínu. Regulace výkonu natáčením oběžných lopatek se používá hlavně u axiálních čerpadel. Při regulaci natáčením rozváděcích lopatek se mění směr vstupní rychlosti do oběžného kola, a tím průtok tekutiny. 198 199