Н и ПС Лекции НАСОСЫ и НПС 14-17. Лекции по дисциплине Насосы и перекачивающие станции насосы и перекачивающие станции составил доцент

• Название: Лекции по дисциплине Насосы и перекачивающие станции насосы и перекачивающие станции составил доцент
• Анкор: Н и ПС Лекции НАСОСЫ и НПС 14-17.doc
• Дата: 10.03.2017
• Размер: 16.77 Mb.
• Имя файла: Н и ПС Лекции НАСОСЫ и НПС 14-17.doc
• Тип: Лекции; #3619
• страница: 3 из 16

. ГИДРОДИНАМИКА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ.

Рабочим органом центробежного насоса является вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями. Энергия от рабочего колеса к жидкости передается путем динамического взаимодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью.

Теоретический напор насоса, формула Эйлера

Во вращающемся рабочем колесе на частицы жидкости действует центробежная сила:

F= mω²R = ρ∙V∙ ω²R (5)

Где F- центробежная сила; m- масса частиц: ρ – плотность; V – объем частиц;

ω- угловая скорость; R- радиус рабочего колеса

В результате этого в центре колеса падает давление, создается разрежение, а на периферии колеса давление повышается, тем самым создается напор.

Движение жидкости в межлопаточных каналах вращающегося колеса можно рассматривать как результат сложения двух движений: переносного (вращение колеса) и относительного (движе­ние относительно колеса).



Рис. 4. Векторы скоростей жидкости в рабочем колесе насоса

Поэтому вектор абсолютной скорости жидкости в колесе V может находиться как сумма векторов окружной скоростиU и относительной скоростиW. (рис. 4)

При этом относительная скорость W направлена по касательной к лопатке, а окружная U - по касательной к соответствующей окружности.

Параллелограмм скоростей можно построить для любой точки на лопатке.

Если все величины, относящиеся к входу на лопатку, отмечать индексом 1, а величины, относящиеся к выходу, — индексом 2, а угол между векторами скоростей окружной и абсолютной обо­значим через , , то можно получить формулу для расчета теоретического напора (формула Эйлера)

(6)

Для вывода основного уравнения теории центробежного насоса принимают следующие два допущения:

1. 
   Насос имеет бесконечно большое число одинаковых лопаток (z=), а толщина этих лопаток равна нулю (b=0).
   
2. 
   Коэффициент полезного действия насоса равен единице (=1), т.е. в насосе отсутствуют все виды потерь энергии.
   

Такой насос, у которого z= и =1, называется идеальным центробежным насосом.

Обычно жидкость подходит к рабочему колесу насоса без предварительной закрутки, а войдя в колесо, вступает в межло­паточные каналы, двигаясь радиально Это значит, что вектор V₁ направлен по радиусу, а угол ₁=90°. Следовательно, второй член в уравнении делается равным нулю и уравнение прини­мает вид

(7)

Эта форма уравнения Эйлера более употребительна.

Реальное колесо центробежного насоса имеет Z=4-8, _ = 5 - 10⁰.

В этом случае поток в относительном движении уже не следует строго по направлению лопаток, что проводит к снижению теоретического напора Н_Т по сравнению с Н_Т∞..



где: К - поправка на коническое число лопаток, К = 0,6 - 0,8

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Характеристики центробежного насоса представляют собой графические зависимости напора (Н), потребляемой мощности (N), к.п.д. (η) и допустимого кавитационного запаса (h_доп) от подачи (Q) насоса при постоянных оборотах и свойствах перекачиваемой жидкости (рис. 5). Эти характеристики приводятся в паспортах и специальных каталогах.

Характеристика насоса снимается обычно в стендовых условиях на холодной воде. Режим Q₀ , которому соответствует максимальное значение КПД называется оптимальным (безударным). На этом режиме отсутствуют ударные потери.

Зона режимов в пределах 0,8 Q_o -1,2 Q_o называется рабочей зоной.

Эксплуатация насоса рекомендуется в этой зоне, где КПД уменьшается по сравнению с не более чем на 2-3 %.