Основное уравнение насоса (уравнение Эйлера)


Напор, развиваемый насосом, и коэффициент полезного действия тесно связан со значением и направлением скоростей потока жидкости в межлопастных каналах колеса. Для установления этой связи воспользуемся классической теоремой об изменении моментов количества движения, которая может быть сформирована следующим образом: производная по времени главного момента количества движения системы материальных точек относительно некоторой оси равна сумме моментов всех внешних сил, действующих на эту систему. Математически теорема записывается следующим образом:

d[(mυ)r] / dt = ΣM

где m – масса рассматриваемой системы материальных точек;

υ – абсолютная скорость их движения;

r – расстояние до оси.

Удобство теоремы об изменении моментов количества движения в приложении к сплошной среде заключается в том, что с ее помощью динамическое взаимодействие между жидкостью и обтекаемыми поверхностями можно определить по характеру течения в контрольных сечениях без учета структуры потока внутри выделенного объема.

При подаче насоса Q масса жидкости, участвующей в движении, составляет: m = ρQ, где ρ – плотность жидкости.

Момент количества движения на выходе из колеса:

Mк.д.2 = ρQυ2rвых

Момент количества движения жидкости на входе в колесо

Mк.д.1 = ρQυ1rх

С учетом сделанных допущений это уравнение может быть переписано в виде:

ΣM = Mк.д.2 - Mк.д.1 = ρQ(υ2rвых - υ1rвх)

Из треугольников скоростей следует, что

rвх = D1cos α1 / 2

rвых = D2cos α2 / 2

где D1 – диаметр всаса, D2 – диаметр рабочего колеса.

Нарисуем параллелограммы скоростей потока на входе в рабочее колесо центробежного насоса и на выходе из него.

Подставляя значение rвых и rвх , получим:

ΣM = ρQ(υ2rвых*D2/2 - υ1rвх*D1/2)

Все внешние силы, действующие на массу жидкости, заполняющей межлопастные каналы рабочего колеса, можно разделить на три группы:

1) Сила тяжести.

2) Давление на жидкость.

3) Силы на обтекаемых поверхностях рабочего колеса.

Таким образом, момент всех внешних сил относительно оси вращения сводятся к моменту динамического воздействия рабочего колеса Mр.к. на протекающую через него жидкость, т.е.

ΣM = Mр.к.

При этом, мощность, передаваемая жидкости рабочим колесом насоса, равна произведению Mр.к. ω = ρgQHт

где Hт – теоретический напор, создаваемый рабочим колесом насоса.

Hт = (u2υ2cos α2 – u1υ1cos α1) / g

Эта зависимость была впервые выведена в середине 18 века математиком и механиком Леонардом Эйлером, членом Петербургской академии. Она получила название уравнение Эйлера или основное уравнение лопастного насоса.



Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 642;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.