Вывод уравнения Эйлера для лопаточного насоса.
Вывод уравнения Эйлера выполним при следующих допущениях
ü - жидкость не сжимаема (ρ – const.);
ü - рабочее колесо вращается с постоянной частотой ω;
ü - рабочее колесо имеет бесконечно большое число лопаток (z=∞);
ü - толщина лопаток бесконечно мала (δ→0).
Принятые допущения позволяют рассматривать межлопаточный канал как элементарную струйку.
Определим количество движения жидкости в элементарной струйке на входе в рабочее колесо:
, (1)
где dQ – расход жидкости через элементарную струйку;
Аналогично определим количество движения в элементарной струйке на выходе жидкости из рабочего колеса:
(2)
Вычислим момент количества движения элементарной струйки
- на входе в рабочее колесо:
; (3)
- на выходе из рабочего колеса:
. (4)
Определим изменение количества движения в струйке жидкости при переходе от входа к выходу:
(5)
Но , а , с учетом этого уравнение (5) перепишется в виде:
. (5а)
Изменение момента количества движения всей массы жидкости, прошедшей через рабочее колесо за единицу времени, равно сумме изменений моментов количества движения во всех элементарных струйках:
, (6)
где - теоретический расход жидкости через все межлопаточные каналы рабочего колеса.
Из теоретической механики известно, что изменение момента количества движения системы равно моменту внешних сил, т.е. крутящему моменту, подведенному к колесу из вне: . С учетом этого уравнение (6) перепишем в виде:
Мкр.= (6а)
Умножив правую и левую части уравнения (6а) на угловую частоту ω получим выражение для мощности, затраченной на изменение момента количества движения жидкости, проходящей через рабочее колесо:
Мкр·ω=N= (7)
Запишем выражение для мощности, выраженной через гидравлические параметры:
N=ρ·g·Qт , (8)
где - теоретический напор, создаваемый насосом с рабочим колесом с бесконечно большим числом лопаток бесконечно малой толщины.
Приравняв правые части уравнений (7) и (8) и решив полученное уравнение относительно теоретического напора, получим:
= (9)
Уравнение (9) и есть уравнение Эйлера. В случае радиального входа жидкости на лопатки (cosα1=900=0) оно принимает более простой вид:
= . (9а)
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 1942;