Движение жидкости в рабочем колесе ЦН

Движение жидкости в РК ЦН рассматривается с трех позиций: относительно неподвижной системы осей, связанной с корпусом насоса (абсолютное — с), относительно подвижной системы осей, связанной с РК (относительное — w), совместно с подвижной системой осей (переносное — и). В переносном движении жидкость вращается вокруг оси РК с w, равной скорости вращения РК. Абсолютное движение — это результат сложения относительного и переносного движений. Поэтому .

Рис. 3. Распределение относительных скоростей в цилиндрическом сечении меж лопастных каналов рабочего колеса ЦН по струйной теории

Таким образом, образуется треугольник скоростей. Иногда используется термин «параллелограмм скоростей». Движение жидкости в РК ЦН в действительности неустановившееся и трехмерное. Применение законов механики к такому движению — сложная задача. Поэтому при исследовании силового взаимодействия РК насоса с потоком жидкости принимают допущение: производят осреднение параметров потока по сечению, считая ее движение одномерным.

В ЦН широко используется струйная теория. Согласно ей действительное движение в РК с конечным числом лопастей Z заменяется движением в колесе с бесконечным числом ( ) бесконечно тонких лопастей. В таком идеализированном РК насоса поток жидкости будет симметричным относительно его оси (рис. 3). При струйном движении жидкости в любой точке РК ЦН можно определить величину w и ее направление, а по w и u — найти с и построить треугольник (параллелограмм) скоростей. Зная их на входе и выходе из РК насоса, а также в его межлопастном пространстве, можно произвести расчет, профилирование РК и определение напора. Разрез РК ЦН и треугольники скоростей на входе и выходе межлопастных каналов приведены на рис. 4. Скорости жидкости, вычисленные по струйной теории, существенно отличаются от действительных в силу принятого допущения.

Рис. 4. Меридианный разрез рабочего колеса ЦН и треугольники (параллелограммы) скоростей на входе и выходе межлопастных каналов