Движение жидкости в каналах рабочего колеса центробежного насоса
Движение реальной жидкости в межлопаточных каналах рабочего колеса представляет собой весьма сложный гидромеханический процесс. Поэтому до настоящего времени уравнения движения получить чисто теоретическим путем не удается. Теоретические уравнения движения жидкости в межлопаточных каналах динамических гидромашин (лопаточных насосов и гидротурбин) получены Л.Эйлером при следующих двух допущениях:
1. Жидкость идеальная, т.е. гидравлические сопротивления не учитываются;
2. Жидкость движется в виде бесконечного числа элементарных струек, строго повторяющих форму лопаток.
Эти допущения облегчают теоретическое исследование движения жидкости в лопаточных системах, но в дальнейшем требуют внесения существенных поправок на основании экспериментальных исследований.
Движение каждой частицы жидкости потока в рабочем колесе является сложным, абсолютная скорость которой складывается из переносной и относительной скоростей. Скорость переносного движения, это линейная скорость вращательного движения точки рабочего колеса, где в данный момент находится частиц жидкости. Эта скорость направлена по касательной к окружности, на которой находится частица. Относительная скорость – это скорость перемещения частицы относительно лопатки колеса: вектор относительной скорости направлен по касательной к лопатке.
Абсолютная скорость определяется как векторная разность:
Параллелограммы скоростей на входе в межлопаточные каналы и выходе из них показаны на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10
Все величины на входе обозначаются с индексом 1, а на выходе – 2.
Если угловая скорость вращения рабочего колеса ω, т.е. окружные линейные скорости будут равны
Векторы относительных скоростей W1 и W2 направлены по касательной к стенкам лопаток рабочего колеса.
Углы, определяющие форму лопатки рабочего колеса, обозначаются β1 и β2 - это углы между направлением относительной скорости W и в обратном направлении окружной скорости (-U).
Углы между направлением абсолютной скорости С и окружной скорости U обозначаются α1 и α 2 (рисунок 3.10).
Из уравнения неразрывности потока жидкости, протекающего через рабочее колесо, следует:
где C1r и C2r - радиальные составляющие абсолютных скоростей на входе и выходе, а площади сечения и представляют собой поверхности вращения с образующей, нормальной к радикальной скорости. Обычно вместо параллелограммов скоростей строят треугольники скоростей (рисунок 3.11).
Рисунок 3.11
Площади сечений и F2 равны:
на входе: ,
на выходе: ,
где и – соответственно диаметры на входе в межлопаточные каналы и выходе из них; и – ширина лопатки (канала); и – толщина лопаток, z - число лопаток.
– представляет собой идеальную подачу рабочего колеса центробежного насоса.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 2355;