Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 46
Текст из файла (страница 46)
К обьемпым насосам относятся, например, пори. певые и шестерепчатыс. Принцип их действия состоит в том, что подача жидкости и повышение ее давления осуществляготся вытеснением некоторого ограшшенпого объема жидкости какой-то деталью насоса. Так, в поршневых насосах жидкость вытесняется из цилиндра поршпем, в шестсренчатых же насосах — зубцами шестереп. слхемп струйного насоса показана иа рпс. 6.2.
В этом насосе происходит смешение двух потоков гкидкостп (бг и 6в), пРпчем па выходе Устанавливается давление р„промежуточное между давлепиями подачи двух потоков, т. е. между р, и рм Таким образом, в струйном насосе повышспие давления происходит по отношению давлепию Очиого потока жадности (/311 за счет гипжеппя зи Ргии дан ~е:пни дРУгого потока (Ра). '1опаточиые иа осы делятся иа центробежные и осевые. Схема центробежного насоса приведеиа иа рис. 5,3.
В корпусе 1 насоса устаиовлепо рабочее колесо, состоящее издвух дисков 2 и 3, соедииеииых лопатками 4. Рабочее колесо по- Рнс, 6Д. Сх ма серийного насоса сажепо иа аал, козорый принодпгся во вращеиие турбиной. Корпус пасоса выполнен так, чзо вокруг рабочего колеса образуется спиральиая камера 5, закаичивающаяся диффузо- Рнс. 6.3. Схема пенгроаежного насоса ром б. Жидкость поступает в насос под давлеиием р,х и со скоростью с,х по стрелке «А», Как уже отмечалось, р„= 2 —; 5 кГ/слга; с„= 5 —: 10 лс/саге. В момент поступления частицы жидкости па линию аа (входиая кромка лопатгсгг) оиа захватывается лопаткой и вовлекается ее действием во.вращательиое движеиие.
Это сразу же резко увеличивает скорость движения жидкости, т. е. ее энергию. В процессе перемешеиия частиц жидкости к выходу из рабочего колеса их энергия продолгкает расти, так как с ростом радиуса вращения возрастает скорость п, кроме того, иесколько увеличивается давление жидкости за с ~ет силового воздейщвия ин исс го лороиы лопаток. В спи- О15 ральпои камере и в выходном диффузоре скорость ггспдкос!'5! сппжасгся, т.
с. происходит преобразован!и! кппстгшсскои энергии жидкости в энергию язвления. На Выходе нз насоса (ст(гслка ВВгг) дав!!ение лостгп'ает ВУЖПОЙ величины !глох. сгсевыс насосы отличаются ог цептрооежпых тем, что лопагки, оказывающие воздействие на жидкость, сообщают ей лвпжспис по сппралыгой липни вокруг вала без учалепия от пса о. ((ромером осею гх пососоо является шпеьооыо насос, (гобоч!.'с колссо кого(гого Выгюлиггстси о Ввцс щи!та (Инска), Требования к насосам ЖРД Насос, устанавливаемый в системс полачо топлива ЖРД, должен обеспечить необходимые напор и производительность во всех возмогкиых условиях эксплуатации двигателя.
При этом требуется, чтобы КГ(Д пасоса был вовс!с!!!си!! большим, а' вес п габариты — мипималыгымп, Конструкция насоса должна быть отробогаио с учетом свойств перекачпваемой жидкости, которой могут быт!о в частности, и такие своеобразные Вещества, кшс окислителн на основе кислот пли сжижсиные газы. Для нормальной работы насоса желательно возможно большее давление жидкости при входе в насос, Насос не должен вызывать пульсацои даос!ения в полостях, куца подается жидкость. Он должен хорошо компоноваться с двигателем (обычно — турц!оно!!). В наибольшей степени всем этим требованиям удовлегооргпот цсптробежпыс насосы. Поэтому опп пгпроко применяются о систем;гх топливоиолачи Ж!'Д.
С т)!у!!и!!с и оссоыс насосы псгюльзуготся в некоторых конструкциях Лип ателсй цля создания относительно небольшого павле!пи жидкости перед входом ее в центробежный насос, т. е. применяются только как пополнение к центробежным насосам. Объемные насосы по конструкции неудобны для применения в системах подачи топлива ЖРД, кроме того, с пх помощью трудно получить значения расходов компонентов, которые необходимы в двигателях. Поэтохгу объемные насосы в качестве основных для подачи топлива в ЖРД не применяются. й 62. ОСНОВНОГ УРАВНГНИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРОБЕЖНО!'О НАСОСА Основное уравнение центробежного насоса Основным уравнением центробежного насоса пазывагот зависимость, определяющуго напор, создаваемый насосом.
Зависимость эта крайне важна, так как напор насоса слугкит основным его параметром, а главной задачей расчета насоса 24! 9 — 2854 обычпо является определс(п(е таких размеров рябо'(е(о кол(- сз, при которых будет ~ихч)чсп .(!гс(б(ки(й (щпор. Рассмотрим подрооиее '(ечеиис жи (кости в межлопаточпом канале, схема которого привелсиз пз рис. бл!. Лопатки колеса обычпо изоп(упя, и угол 3, образуемый лопатками с касательиыми к ок[зужиостям, иеремепеи по радиусу. Частица ж(щкости, (юходящзяся пол позлейсгвием ((опзткп, сов(р(ппег,(нил((ппе от пхолп и юал(со (радиус г() до ы (хода е(з пего [[>зли)с ге) по и'и пь сз(ожпой трз('к(ории, пролегаю пи(ощсй собой ~игк(пору(о спир;(ль.
е!тобы»зу~и(ть,(ппж( и(((;кп (. кости ч .ж,(у лопзткачи, рнссчютрич гго как с)х(к(; (ппоспгсльпого лщжсипя [в ц(л(, ло(гз (кп) и (и рщпь иого [пчест( с лопнп(ой(). Вудом ооозиачать скорость отиоситсльиого лвпжеипя чс[эсз ы(. Скорость пер(чпп:иого Лпчжеи«я равиз окружной екоросп( врз(цеиия лопзгкп и, т. е. инирнплеиа ио ю(сзтельпой к окружности, и составляет оп( и= 60 рнс, Взп Лопатка колеся нен(робежпого насоса где и — чвсло оборотов колеса в м и((тт); г- — радиус окружиостц, па к(торой (юходптсп рассматриваемая чзстпиа жи;(кости.
Скорос(( частипы и збсолютпом дппжеип~ с определяется как:векториая сучмз короспи и и и(. Скорости частицы жидкости пр~ входе и колесо, где г=гь составляют с(, и((, и(, скорости ца выходе из колеса, т. е. при г=ге, соответственно равны се, (се, и„. Величинами с(, (с(, и, определяется (реугольиик скоростей иа входе в рабочее колесо. [1[еи этом абсо,потная скорость с,' иаклоиеиа к окружной скорости под углом и( Треуголышк скоростей па выходе пз к(юесз составляется векторами (,, и(к, ите Скорость се изклоиеиа к окружной скорости пол углом (ке.
! ( (е(ше и(пакости в х|ежлопзточиом кзиале колеса крайпе сложно. Те ее частицы, которые в дапиый момент времени соприкасаются с поверхиостью передней [по ходу вращения) стороны лопатки, движутся вдоль этой поверхпости. Относительная скорость этих частиц иаправлеиа по каса(ельиой к профилю лопатки, т. е, вектор скорости юя составляет угол р с направлением окружной скорости и. Отпосительиая ско- 242 Ма = — (с, соз иа г, — с, соз я,г,). 0 А' (б,1) На коптур жидкости, заключенной между лопатками, действуют силы со стороны лопаток и силы давления жидкости, находящейся вие коптура, т, е, во входной части колеса и в спиральпой камере.
Одпако силы давлеппя жидкости, находяп!сйгя вие контура, направлены по радиусам, п поэтому эти силы мочепта отпогительпо оси не дают. Следовательно, момент й(а определяется полностью силовым воздействием на гкидкость со стороны лопаток, за счет которого и создает- эФ 243 рость частпп, пе сопрпкас:пощихси с лопаткой, направлена ипаче — вследствие ипершш жидкости их скорость ш отклопяется в сторону, протпвопологкпу~о паправлеишо вращения колеса, причем это очклоиеппс тем больше, чем дальше отстоят частицы от сторопы лопатки, оказывающей силовое воздействие па жгьгкость.
Вследствие сказанного треугольники скоростей для элемептарпьь счр,ск жидкости, протекающих через разные точки одной и ~о» жс окружности колеса, будут разлпчшимп. Это загруд~~лс~ апализ работь1 насоса. Чтобы получить заваспмость, опрсделяюпгук~ напор пснтробсжпого пасоса, дейстшггсльп~ю схему тсчсппя жидкости упрощают, предполагая, что колесо имеет бсскоис шо боль. шое число лопаток (а=ос). При этом, очевидно, любая струйка (частица) жидкости, протекающая через окружность дачного радиуса, будет иметь одинаковые треугольники скоростей, а отиосстельпые скоросги движения всех частиц будут направлены по касательной к профилям лопаток. !Лдеитичпость треугольников скоростей всех частиц жидкости позволяет определить измспсипе эпергин потока жидкости в ко,лесе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
