НАПОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА.
ФОРМУЛА ЭЙЛЕРА
В центробежном насосе напор жидкости создается за счет быстрого вращения рабочего колеса. Поэтому характер создаваемого напора в основном скоростной
Каждая частица жидкости, двигаясь в межлопастном пространстве, совершает сложное движение. Параллелограммы скоростей на рябочем колесе при входе жидкости на лопасть и при ее выходе с лопасти изображены на рис.28, Рис 28. Параллелограммы скоростей
Теоретический напор определяется по формуле Эйлера
,
где u - окружная скорость, вектор скорости направлен по касательной к окружности кромок лопасти;
c - абсолютная скорость, вектор скорости направлен по диагонали параллелограмма;
ω - относительная скорость, вектор скорости направлен по касательной к профилю лопатки;
α - углы между векторами абсолютных и окружных скоростей;
β - лопаточный угол (угол профиля лопаток);
r1, r2 - радиусы окружностей входных и выходных кромок лопасти.
Теоретический напор центробежного насоса при бесконечно большом числе лопастей можно определить по формуле Эйлера:
Для уменьшения потерь напора, вход жидкости на колесо делают радиальным (направление абсолютной скорости c1— радиальное), При этом α1 = 90°, cosα1 = 0 и формула Эйлера примет вид: на рабочем колесе примет вид:
В действительном насосе имеется конечное число лопастей и потери напора вследствие завихрений частиц жидкости (учитываются коэффициентом φ) и гидравлических сопротивлений (учитываются гидравлическим кпд ηг).
Действительный напор насоса
,
где ηw - коэффициент потерь напора из-за завихрений. Оценить потери можно с помощью гидравлического КПД;
ηг - коэффициент гидравлических сопротивлений.
С учетом всех потерь кпд центробежного насоса составлявляет ηн=0,46÷0,80.
В эксплуатационных условиях напор центробежного насоса (м) можно определить по эмпирической формуле
где k' = (1÷1,5)10-4 - опытный безразмерный коэффициент;
n - частота вращения рабочего колеса, мин-1;
D - наружный диаметр рабочего колеса, м.
Подачу насоса, л/с, ориентировочно можно определить по диаметру нагнетательного патрубка:
Q = k''d2
где k'' - опытный коэффициент; для насосов с диаметром патрубка до 100 мм
k'' = 13÷18, более 100 мм k'' = 20÷25;
d - диаметр нагнетательного патрубка, дм.
Влияние профиля лопасти на напор центробежного насоса. Напор центробежного насоса зависит от размеров колеса, угловой скоростии профиля лопасти. Увеличение r и ω повышает напор, но при этом увеличиваются напряжения в материале колеса из-за действия больших центробежных сил инерции. Можно увеличить напор, соединяя несколько рабочих колес последовательно. Если, например, в одноступенчатом центробежном насосе с чугунным рабочим колесом напор равен 50 м, а со стальным 100 м, то секционный многоступенчатый насос развивает напор до 250м, а котельно-питательный турбонасос до 700 м.
Рис.29. Влияние профиля лопастей на напор
Вектор абсолютной скорости жидкости с2 при выходе ее с колеса тем больше, чем больше угол профиля β2 (рис.29). Это соответствует профилю лопасти, загнутой вперед, следовательно, для данного случая теоретический напор Hт∞, в выражение которого входит абсолютная скорость жидкости с2 будет выше, чем для лопасти, загнутой назад.
Однако из-за больших гидравлических сопротивлений при отрыве жидкости от лопасти требуется большая мощность для привода насоса с лопастями, загнутыми вперед. Поэтому у центробежных насосов, перекачивающих капельные (вязкие) жидкости, лопасти загнуты назад, а у перекачивающих пары и газы — вперед. Абсолютное значите гидравлических сопротивлений в последнем случае небольшое, а напор увеличивается существенно.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 558;