ОТР-ТЫ (Шпаргалки и ответы к экзамену), страница 3
Описание файла
Файл "ОТР-ТЫ" внутри архива находится в папке "Шпаргалки и ответы к экзамену". Документ из архива "Шпаргалки и ответы к экзамену", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы теории и проектирования турбонасосных агрегатов" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "к экзамену/зачёту", в предмете "основы теории и проектирования турбонасосных агрегатов" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ОТР-ТЫ"
Текст 3 страницы из документа "ОТР-ТЫ"
При Re>105 стр.д = 0,037/5Re.
Д
исковый КПД насоса подсчитывается по формуле
где Нт=Н/г.
В
нутренний КПД насоса определяется произведением
где Nвн=(Qр+Qу)Нт+Nтр.д.
Механический КПД. Механические потери включают в себя потери в подшипниках, контактных и импеллерных уплотнениях. Как правило, большая часть мощности механических потерь насоса затрачивается на привод импеллеров.
М
еханический КПД насоса определяется по формуле
При отсутствии импеллерных уплотнений мех =0,99…0,995.
При их наличии мех=0,95…0,97.
П
олный КПД насоса это произведение внутреннего вн и механического мех КПД:
где Nnпотребляемая мощность насоса, Nн=QpHполезная мощность насоса.
Все рассмотренные ранее КПД, кроме гидравлического, можно предварительно оценивать с помощью графиков, на которых представлены зависимости от ns, qp и КDo.
Вопрос № 40.
Подобие насосов. Энергетические характеристики насосов.
Влияние параметров насоса на теоретическую характеристику.
Определяющими критериями подобия являются критерии, в которые входят геометрические характеристики системы, физические постоянные, параметры граничных и начальных условий. Другими словами, определяющие критерии состоят из параметров, значения которых можно подбирать при экспериментах.
Для насосов могут быть получены различные системы критериев в зависимости от рассматриваемого явления. Остановимся на критериях, которые характеризуют энергетическую эффективность насоса на установившихся режимах при отсутствии кавитации в проточной части насоса или при отсутствии ее влияния на параметры насоса. Для геометрически подобных насосов такими критериями являются следующие критерии:
-
Критерий Эйлера Eu=Н=Н/u22.
-
Мощностной критерий N=Nвн/3D25 или кпд насосавн.
-
Расходный критерий Q=Q/D23.
-
Критерий Рейнольдса Re=D22/4.
Определяющими критериями являются Q, Re, а неопределяющими Н, N, вн.
Определяющий критерий Q для геометрически подобных насосов является критерием кинематического подобия. Критерий Re характеризует соотношение сил инерции в жидкости и сил вязкости. Опыт показывает, что с некоторого значения Re начинается область автомодельности, т. е. дальнейшее увеличение Re не влияет на Н и N.
Д
ля геометрически подобных насосов, критерием подобия также является и коэффициент быстроходности ns. Для установившихся процессов можно записать, что
Критерий ns является критерием кинематического подобия, для геометрически подобных насосов, имеющих равные или автомодельные значения критерия Re.
Энергетические характеристики насоса это зависимости напора, КПД и мощности от расхода и угловой скорости вращения вала:
Н, N, =f(Q,).
В процессе эксплуатации насос может работать на режимах, отличающихся от расчетного, поэтому нужно уметь рассчитать такую характеристику, чтобы знать любой параметр при данном режиме.
Напорная характеристика насоса: рассчитывается по известной зависимости потерь энергии в колесе и отводе от геометрических и режимных параметров. На основании опытных данных для диффузорных колес с F1/F2≤1, для которых можно принять kz=kzp, получены следующие соотношения для расчета напорной характеристики:
при Q=Q/Qp<1 (Qpрасчетный режим работы по расходу)
г
де А=0,32 при к.д <0,21 b A=1,52к.д при к.д0,21;
при Q1.
К
оэффициент напора на расчетном режиме определяется по формуле:
Р
азделив выражение (1) или (2) на (3), получим формулы для расчета и построения напорных характеристик в относительных координатах HQ, где H=H/Hp. Основное влияние на вид характеристики оказывает расходный параметр qр. С уменьшением qр падает Н в области Q ≤1 и возрастает при Q>1. Увеличение qр ведет к возрастанию наклона характеристики в расчетной точке. Форма характеристики имеет большое значение для регулирования параметров насоса и ДУ.
КПДхарактеристикаэто зависимость полного КПД насоса н от расхода при =const. Зависимость относительного КПД н=н/р от расхода выражается следующим образом
(индекс “р” в обозначениях КПД означает “расчетный”; Nг.то=Nг.то/Nрмощность гидравлического торможения при Q=0, обусловленная наличием обратных токов на входе в шнек и на выходе из рабочего колеса, которые образуются при малых расходах. По данным опытов, мощность гидравлического торможения при Q0,6 равна нулю.
М
ощность гидравлического торможения при Q<0,6 можно определить по выражению:
М
ощностная характеристика насоса NQ (N=N/Nр) может быть рассчитана по напорной и КПД-характеристике. В общем виде выражение может быть записано так:
Для каждого значения Q можно подсчитать относительные значения H и , а затем определить N.
Напорные характеристики шнека обычно рассчитываются по среднему диаметру Dср.
Т
еоретический напор шнека может быть определен так
г
де uсрокружная скорость на Dcр; qшрасходный параметр, равный отношению объемного расхода к расходу, при котором теоретический напор шнека равен нулю:
Формулу (5) можно преобразовать к виду Нт/2=0,25Dср2(1-qш).
В координатах Нт/2qш теоретическая напорная характеристика имеет вид прямой. Экспериментальная (действительная) характеристика, как показывают опыты, является также прямой линией, поэтому ее можно построить, если известны координаты двух точек.
Обычно значения напоров определяют в двух точках: qш=1и qш=0. Режим qш=1 характеризуется тем, что на всех радиусах угол натекания потока равен углу установки лопатки, т. е. iср=0 при s=const. Следовательно, на этом режиме напор шнека будет отрицательным за счет гидравлических потерь на трение, определяемых по формуле:
г
де Dггидравлический диаметр, Dг=4hлaср/2(hл+aср);
здесь аср=[Dср-z(ср/sinл.ср)]sinл.ср/zширина межлопаточного канала; Wo относительная скорость в межлопаточном канале на режиме QHт=0, Wo= QHт=0/(hлaсрz);
hл=(Dш dвт)/2высота лопаток шнека; сртолщина лопатки шнека на среднем диаметре; коэффициент сопротивления, принимаемый равным 0,011…0,016.
Для данного режима получим ННт=0= Lгидр.пот или ННт=0/2= Lгидр.пот/2.
Для qш=0: НQ=0/2=КHтQ/2, где К=0,45…0,58 опытный коэффициент.
Срывная кавитационная характеристика насосаэто зависимость напора Н от давления на входе. Характерные точки этой характеристики: начало кавитации, критический и срывной режимы.
Кавитационные характеристики обычно получают при испытаниях насосов. Расчет характеристики можно провести следующим образом, определив значения параметров в характерных точках.
Т
очка начала кавитации ркав, при которой возникает кавитация, но напор насоса еще не изменяется, может быть определена по формуле:
где W1сротносительная скорость потока на входе в шнек на Dср; кав коэффициент кавитации, соответствующий начальной стадии развития кавитации в шнеке, определяется по опытной аппроксимированной зависимости (при qш=0,25…0,75), кав=0,71+ +0,87qш+0,32qш2.
Давление, характеризующее критический режим, при котором начинается снижение напора, ркр=кр(W1ср2/2)+рn,
где кркоэффициент кавитации для критического режима,
з
десь 1лср и 2лср углы установки лопатки шнека на входе и выходе. Для шнека постоянного шага 1лср = 2лср.
Напор насоса на срывном режиме Нсрв=Н(1срв),
г
де срвотносительное падение напора насоса при переходе от критического к срывному режиму. Приближенно срв может быть посчитано по экспериментальной зависимости( при срв<0 следует принимать срв=0):
г
де цгустота решетки центробежного колеса,
=2лср 1лсругол изогнутости шнека. Для шнека постоянного шага =0.
Д
авление соответствующее срывному режиму,
г
де hсрв определяется по формуле:
После определения координат характерных точек строится срывная кавитационная характеристика шнекоцентробежного насоса.
Вопрос №1.
Совместная работа насоса в системе подачи.
Регулирование систем подачи по расходу.
В системе питания ЖРД может встретиться последовательное соединение насосов. Бустерный насос, установленный непосредственно у баков, и основной насос представляют собой два последовательно установленных насоса. Последовательное соединение насосов может найти применение в двигателях с большими давлениями в камере сгорания.
При охлаждении камеры сгорания компонентом топлива может оказаться нецелесообразным подавать компонент в рубашку охлаждения под давлением, равным давлению в камере. Применив два последовательно соединенных насоса, можно избежать высоких давлений в рубашке охлаждения.
В ряде случаев газогенератор турбины, работающий на основных компонентах, целесообразней питать от отдельных насосов, в которые будет последовательно поступать часть компонентов от основных насосов. Наконец, последовательное и параллельное соединения насосов могут встретиться на стендах при использовании готовых насосных агрегатов для работы в общей сети.