Гидравлические лопастные машины.

Определение. Гидравлическими лопастными машинами называют машины, преобразующие энергию жидкости в механическую энергию вращающихся лопастей гидромашины и обратно.

К этим машинам относят лопастные насосы, лопастные турбины, а также лопастные машины, у которых лопастные насосы и лопастные турбины расположены вместе в одном корпусе: лопастные гидромуфты и лопастные гидротрансформаторы.

В лопастных машинах преобразование энергии происходит в результате механического взаимодействия жидкости с вращающимися силовыми элементами– лопастями, которые устанавливаются на лопастном колесе машины (рис.1), вал которого соединён с силовым приводом (ДВС, электродвигателя, турбины).

Лопастное колесо машины соединяется с помощью шлицов с силовым валом машины. Силовой вал машины вращается вокруг своей оси с большими оборотами: от об/мин для промышленных насосов до об/мин для насосов и турбин, например, жидкостных ракетных двигателей.

Лопастные гидравлические машины разделяют по нескольким признакам. Основной признак– это направление движения жидкости в машины по отношению к направлению оси вала.

Различают радиальные, диагональные и осевые лопастные машины.

В радиальных лопастных машины - жидкость перемещается перпендикулярно валу.

В диагональных лопастных машины жидкость перемещается диагонально по отношению к валу.

В осевых машины жидкость движется вдоль оси вала.

Радиальные и диагональные лопастные машины относятся к классу центробежных и центростремительных лопастных машины. Центробежными лопастными машинами чаще всего бывают насосы. Они называются так потому, что жидкость в этих насосах перемещается от центра к периферии, как– бы “бежит” от центра, под действием центробежных сил.

Однако, центробежные силы в лопастных насосах не сообщают жидкости никакой дополнительной энергии, т.к. они проходят через ось вращения и момент их относительно оси вращения равен нулю.

В лопастных насосах жидкость получает дополнительную энергию только от тех сил, которые создают момент относительно оси вращения вала.

Такими силами здесь являются :

– силы Кориолиса;

– силы Н. Е. Жуковского.

Эти силы имеют различную природу. Силы Кориолиса являются массовыми силами и относятся к силам инерции жидкости. Силы Н. Е. Жуковского являются поверхностными силами и связаны с обтеканием тел. Первые возникают только в радиальных насосах, вторые– только в осевых. В диагональных насосах действуют как первые, так и вторые силы.