Овсянников Б.В., Чебаевский В.Ф., 1975 - Высокооборотные лопаточные насосы, страница 12

Уменьшение угла атаки, связанное с увеличением расхода через колесо, приводит к увеличению угла потока на входе в решетку. Это способствует для конфузорной решетки увеличению абсолютной величины угла отставания потока 6„, связанного со стремлением сохранить направление и, следовательно, приводит к уменьшению суммарного угла отставания 6 вращающейся решетки с увеличением расхода (см. рис. !.20). Отметим, что отрицательное отклонение потока 6<0 возможно и в круговых решетках центростремительных колес.

Лля определения значения и, для конфузорных колес можно воспользоваться данными, полученными в работе [64] или провести расчеты по методике 163]. 1.4.3. Гидравлические потери и гидравлический к.п.д. насоса Гидравлические потери в шнеко-центробежном насосе складываются из потерь в подводе, шнеке, на участке между шнеком н центробежным колесом, в колесе и отводе. Вопросы о потерях в подводе, шнеке и в отводе рассмотрены в разделах 1.1, 1.2.3 ' Индекс «н» относитси к неподвижной решетке, а «кор»,— к отклоне. ним, иш, вызванному кориолисовымн силами инерпии.

БР и 1.5.2. Потери между шнеком и колесом и потери в центро- бежном колесе при течении закрученного потока изучены недо- статочно. Рассмотрим отдельно потери в центробежном и шнеко- центробежных насосах. А. Гндравлнческна к. п д.

нентро 0 еж ного насоса где $отв — коэффициент потерь в отводе. Отметим, что потери в спиральном отводе зависят от разности скоростей (са — с„,) [651. Однако опытные данные обобщаются по скорости са„[56). Используя для расчетного режима насоса значения $,=0,64 (см. разд. 1.3.3) и 0„,=0,2 [56! (см. разд.

!.5.2), получим из соотношения (1.109) Ц, = ~" = 0,32П' + 0, ! й', . 2 2 Выражение для гидравлического к. п. д. насоса дг ч)с= — =1 — —" н и прн использовании последней формулы запишется в виде '0,320т1 1„=1 — ~ ' ' +0,!й) (!.1! 1) В формулу (1.111) входит коэффициент теоретического напора Н„однако влияние изменения Й, на гидравлический к.

п. д. практически отсутствует и гидравлический к. и. д. практически зависит только от Юь С увелйчением относительного диаметра Б, гидравлический к. п. д. уменьшается. При увеличении .Ог уменьшается также комплекс й,т)„определяющий напор насоса (1.67). Уменьшение комплекса й,т), с ростом 5~ происходит как за счет уменьшения т)г, так и за счет уменьшения й, (см.

рис, 1.15, 1.!6, 1.17 при а=сопя!). Непосредственно по характеристикам выполненных насосов можно определить произведение й.), = Н)Н,„. 70 Суммарные гидравлические потери в центробежном насосе, пренебрегая потерями в подводе, можно записать в виде [см. (1.83), (1.118)]: и, се 1., = 7.„+ 7.„, = $„— ' + $ „, — "", (1.109) Рпс. 1.25 График влияния относитель- ного аиаметра В, на комплеис гттчт: Π— опытные тонко; абабщнющня линия о йг йб йк с)в Я, С помощью соотношений (1.112) и (1.113), используя зависимости для й, (см.

равд. 1.42) и имея в виду, что гидравлический к. п. д. практически зависит только от .0т (1.111), можно получить выражение для ориентировочной оценки гидравлического к. п. д. центробежного насоса (а=8 —:12, 8ал(90') только по величине Вт. Для насосов с отношением акт<0,55 гидравлический к. п. д. т1„=0,82 —:0,85. При 0,55<йг~0,8 71, = (1,! —: 1,15) (1,3 — 0,). (1.1!4) Увеличение атт ведет к уменьшению гидравлического к. п.

д. ДлЯ Увеличении й, и Ч, насосов с большим отношением Г7т целесообразно увеличивать густоту решетки (увеличение количества лопаток н уменьшение углов рел и раа). Пренебрегая потерями в подводе, можно записать (1.! 15) Чг — Ч„к Чот,. где Нкап Н Н Ч Н, ' "' Н Н+1 тн Из выРажениЯ (1.115) можно оценить Чг,га знаЯ Ч, (!.114) и потери в отводе (1.118). 71 Иа рис.

1.25 представлены результаты обобщения данных по величине й*Ч, для центробежных насосов. Использованы данные „асосов с ~а. ~90'! п,=40 —:180; а=8 —:12. Из рис. 1.25 видно, что при малых отношениях Юг~0,55 комплекс й,т1,= 0,6 —:0,68 (! .112) С увеличением Ют комплекс йеЧ, уменьшается как с уменьшением й. (см. равд. 1.42), так и с увеличением гидравлических потерь (1.!1!).

При 1), 1 густота круговой решетки центробежного колеса настолько уменьшается, что Ла Чг решетка не оказывает отклоняющего воздействия на поток, и й; О. Поэтому при Вт — ! комплекс й,Чг-ы лл О, Для насосов с В,>0,55 на основании обобщения опытных данных (см. рис. 1.25) можно принять йа [43): й, Ч, = (1,35 —: 1,5)(1 — О). (1.113) 47 Б. Потери а ш неко центр оп еж н ом колесе Опыт показывает, что напор и к.

п. д, шнеко-центробежного насоса может отличаться от напора и к. п. д. центробежного насоса, т. е. установка шнека влияет на параметры насоса. М "10, 0 27 24 21 15 71/от 105 10 с105 ЯУ 0В5 ч75 0 г170 055 Щ г75Ф Щ Д50 1055 055 г15б 7 У 11 15 15 17 0тсот 10 ли гссс Рис. 1.26. Графики влияния постановки шнека на энергетические характери- стики насоса; Π— НаСОС бса ШНЕКа (НсктэебЕжцый НаСОС); Гт, с.'.

Х, С вЂ” НаСОСЫ С Рааакнкнча аа- рнаитамн шнека На рис. 1.26 приведены энергетические характеристики вариантов насоса с Юг=0,64 с различными шнеками и без шнека. Видно, что насос со шнеком имеет ббльший напор и к. и. д., чем без шнека. Изменение гидравлических потерь в насосе яв- л„ется следствием влияния шнека на напор и к. п. д. насоса. Этот вывод следует из того, что при постановке шнеков с различными параметрами мошность, потребляемая насосом, остается неизменной (см. рис.

1.2б), а следовательно, остается постоянным и теоретический напор. Установка шнека и изменение его геометрических параметров влияют на величину закрутки потока на входе в центробеж- у« ри «. 7«.« быца р«е ;.уг ,',уу 102 1УУ с)УУ ууу чУ» ЯУ2 яуу йуу ууу дс Йу йу у уг й» ау г)г.е У йг й» йУ уг и у ~г и» йу йг < а! юу нос колесо. При этом можно ожидать изменения потерь в элементах насоса.

На рис. 1.27 показано влияние относительной закрутки гр=-т — "" по отношению к. п. д. насоса со шнеком и,а к к. п. д. насоса без шнека. Видно, что при определенной оптимальной величине относительной закрутки к. п. д. насоса достигает максимума. Максимальный выигрыш в к. п. д., соответствующий оптимальной закрутке, достигает при больших Ют величины в 20 — 30т)о и уменьшается с уменьшением 0ь При А(0,5 —;0,55 установка шнека практически не оказывает влияния на напор и к. и. д.

насоса (рис. 1.28). Экспериментальные исследования показывают, что оптимальная величина закрутки для насосов с От)0,5 †: 0,55 равна ~р,р,-—— =0,35 —:0,45. На оптимальное значение трор, параметры насоса Рнс. ! 2г. Графики влияния относительной закрутки потока на входе в центробежное колесо на к.п. д. шнеко-центробежного насоса: о — о, Оие б — О, о,за; а — о,-о,я; От ас х: Π— опытные точки. соотаетстатюшне разлетным цептробежкым котесам.

т\щ, н — к. и. л. шнеко-центробежного насоса, е>о; ч — к.п.л. цейтробежкого насоса, е-о ц. н практически не влияют. Исследованные насосы имели параметры зОг=0,35 —:0,73; Рва=9' —:40'; Рзл=18' —:79', г=б —:8; к=0,5 —:1; Йвт=028: 043; аш=! —:4; тор.ш=1,1 —:47; ЛДаш=О: 59 (62). При установке шнека Щ>0,5 —:0,55) выигрыш в полном к. п. д.

насоса при оптимальной закрутке несколько меньше, чем для гидравлического к. п. д. (напора) (см. рис. 1.28). Это объясняется тем, что с увеличением гидравлического к. п. д. возрастает напор насоса и увеличивается перепад давления на '7вн 7,2 7,2 72 тг7 (О ф' !)7 ~, ф~ !)а 4)т Г)а ф7 .()г Рис. 1.28. Графики зависимости максимального повышения гидравлического к. п. д. (напора! и полного к. п. д шнеке-пентробежного насоса от относи- тельного диаметра О, уплотнениях колеса. Последнее ведет к некоторому уменьшению расходного к. п.

д. насоса, Отметим, что увеличение выигрыша в гидравлическом к. п. д. за счет установки шнека (см. рис. !.28) не компенсирует полностью уменьшения к. п. д. колеса с увеличением Й~ (1.111). Оптимальной закрутке потока перед центробежным колесом соответствует минимум суммы гидравлических потерь во всех элементах насоса. Так как основная доля потерь на расчетном режиме в шнеко-центробежном насосе соответствует центробежному колесу, то объяснить существование оптимальной закрутки можно на основании анализа течения в центробежном колесе при отсутствии и наличии закрутки потока, т.

е, исходя из взаимодействия шнека и колеса. Наличие шнека оказывает влияние на величину циркуляции относительных скоростей вокруг лопаток центробежного колеса (см. разд, 1.3.3). Из рис. !.14 следует, что в центробежном колесе с 27г>0,5 —:0,55 (при обычных малых значениях г)) и ф=О энергия передается жидкости как работой кориолнсовых, так и циркуляционных сил (Ов,р>0, Нп>0). В этом случае в центробежном колесе 74 ~ест место диффузорное течение — * = — *" <1. м» а»»и тельно, из выражения (1.73) следует, что Действи- =га»»к» вЂ” ' »=щ и (~~ ) ° »»» »»»и (1.116) ~'» (! Р) ч'о м О» (1.1! 7) Формула (1.1!7) не противоречит экспериментальному факту о чалом влиянии параметров насоса (Б~>0,5 —:0,55) на»г,а,. действительно, изменение параметров насоса влияет на расходный параметр д, который изменяется в малых пределах; при Откуда при Нч>0 отношение =" <Ю»<1.

Введение закрутки м»о потока перед центробежным колесом ~р>0 приводит к уменьшению Нч (см. формулу (1.79) и рис. 1.14) и, следовательно, способствует увеличению отношения — * — ' (1.1! 6). Уменьшение »»»и диффузорности потока ведет к уменьшению потерь в центробежном колесе. При уменьшении Нч до нуля поток еще остается диффузорным, как это следует из формулы (1.116): м» =,!7»<!. Конфузорному течению соответствует Нц<0 (см. формулу (1.116) в этом случае энергия жидкости в центробежном колесе будет передаваться только кориолисовыми силами инерции (Н„,р>0, На<0).