Учебн. пособие по СВМ с тит стр.. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
32 вает поступление потока в рабочее колесо без вращения ( = 0). Поток в конфузоре движется ускоренно. Скорость жидкости увеличи- вается обычно на 15-20 %. Ускоренное движение обеспечивает протекание потока в канале с минимальными гидравлическими потерями и выравни- вает поле скоростей перед входом в рабочее колесо. Прямолинейный кон- фузор является наилучшим типом подводящего канала. Конфузор с криволинейной осью выполняется в виде колена с большим радиусом поворота (1.19б). а) б) в) г) Рис. 1.19. Типы подводящих устройств: а) конфузор с прямолинейной осью; б) конфузор с криволинейной осью; в) кольцевой подвод; г) спиральный подвод В насосах с опорами, расположенными по концам вала, применяются устройства с кольцевым и спиральным подводами жидкости. Кольцевой подвод (рис. 1.19в) состоит из входного патрубка и кольце- вой камеры постоянного сечения, заканчивающейся конфузором перед ко- лесом. Кольцевой подвод применяют в многоступенчатых насосах. Недо- статком кольцевого подвода является неравномерное распределение ско- ростей в сечении потока при входе в рабочее колесо. Это обусловлено об- разованием вихревой зоны за валом колеса при его обтекании потоком и воздействием центробежных сил на частицы жидкости при изменении направления движения потока из радиального во входном патрубке в осе- вое перед колесом. Неравномерность поля скоростей потока при входе в колесо уменьшается при снижении скорости жидкости в кольцевой камере, т. е. при увеличении площади сечения кольцевой камеры. Спиральный подвод (рис. 1.19г) состоит из входного патрубка 10–9, спирального канала 8–6–4–2–0 и конфузора. Спиральный канал заканчива- ется ребром, которое разделяет потоки, поступающие в колесо из спираль- ной камеры 8–6–4–2 и непосредственно из входного патрубка. Пройдя 33 входной патрубок, одна половина потока поступает в рабочее колесо, а другая – по спиральному каналу равномерно подается через конфузор во входное отверстие рабочего колеса. Спиральный подвод позволяет избежать образования вихревой зоны за валом и способствует выравниванию поля скоростей в потоке. Распреде- ление скоростей в сечении потока при входе в колесо происходит значи- тельно равномернее, чем в кольцевом подводе. 1.8.5.2. Отводящие каналы (отводы) создают осесимметричность по- тока жидкости при выходе из рабочего колеса и преобразуют кинетиче- скую энергию потока, выходящего из колеса, в энергию давления. Относи- тельное значение напора, преобразуемого в отводящих каналах в давление, согласно зависимости (1.12) составляет Из этого уравнения следует, что чем меньше коэффициент реакции рабочего колеса, тем большую долю напора отводящие каналы преоб- разуют в давление. Обычно в отводящих каналах корпуса в давление пре- образуется от одной четверти до трети напора рабочего колеса. Поэтому их гидравлическое совершенство существенно сказывается на КПД всего насоса. Каналы, отводящие жидкость от рабочего колеса, делят на спи- ральные (спиральные камеры) и лопаточные отводы. Спиральные отводы (рис. 1.20) применяются в основном в одно- ступенчатых насосах, а лопаточные – в многоступенчатых насосах. Мы ограничимся рассмотрением спиральных отводов. Формы поперечного сечения спирального отвода Рис. 1.20. Схема спирального отвода Спиральный отвод состоит из спирального канала 0–1 –2–3–4–5– 6–7–8 и диффузора 8–9. Спиральный канал собирает жидкость, выхо- дящую из рабочего колеса, и подводит ее к диффузору. При этом обеспечивается осевая симметрия потока за рабочим колесом насоса. В диффузоре происходит снижение скорости потока и преобразова- ние кинетической энергии жидкости в потенциальную энергию дав- ления. 34 Поперечное сечение спирального канала может иметь различную форму. Оно может быть круглым (рис. 1.20а), очерченным по дуге круга и двум прямым, касательным к дуге и образующим в пересече- нии угол α = 35–45 о (рис.1.20б), и в виде сектора с закругленными углами (рис. 1.20в). Опыт показывает, что гидравлические потери в спиральных отводах с круглым сечением больше, чем в спиральных отводах с двумя другими сечениями. 1.8.6. Осевая сила, действующая на рабочее колесо Во время работы насоса на колесо действует осевая сила, значение ко- торой определяется в основном разностью давлений на правую и левую сторону внешней поверхности колеса (рис. 1.21а). Давление Р 1 перед входом в колесо всегда меньше давления P 2 за коле- сом. Предположим, что дросселирование жидкости в радиальном зазоре " е "незначительно и им можно пренебречь, тогда давление в полостях "A" и "В" на окружности радиуса R 2 будет P 2 . Давление с наружной поверхно- сти на передний и задний диски определяется вращением жидкости в по- лостях "А" и "В". Давление в полостях "А" и "В" изменяется по параболи- ческому закону (линии СD и ЕG – параболы). Давления на боковых внеш- них поверхностях дисков на радиусах от R у до R 2 уравновешены. Неурав- новешенным оказывается осевое давление жидкости на правую сторону наружной поверхности колеса в пределах от R у до r вт . В этой зоне давление слева равно давлению при входе в колесо Р 1 а справа определяется уравне- нием ( ) [ ( )] (1.17) Кроме силы действующей справа налево, возникает осевая сила в результате изменения количества движения жидкости в осевом направлении. Эту силу как реактивную определяют по разности количе- ства движения в осевом направлении на выходе жидкости из колеса и на входе в него. Так как осевая скорость жидкости на выходе из колеса равна нулю, то а) б) Зависимость Рис. 1.21. К определению осевого давления |