Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 15
Текст из файла (страница 15)
рис. 1,29), Опыт показывает, что это различие не сказывается на параметрах насоса. Площади сечения выхода конического диффузора определяется допустимой величиной выходной скорости. Обычно с„„,„=10 —:25 и/с. Лля уменьшения потерь на начальном участке диффузора целесообразно не увеличивать площадь сечения.
Этот у ~асток можно принять равным 0,3 — 0,6 длины диффузора. Эквивалентный угол диффузора а., обычно выбирается в пределах 6' — 15'. Глава И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ШНЕКОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА зл. подовпв нлсосов Испытания насосов, как правило, проводятся в модельных условиях: на воде (модельная жидкость) н на режимах по расходу, угловой скорости вращения и давлению на входе, отличных от натурных (модельные режимы). Поэтому необходимо опытные данные обработать таким образом, чтобы по результатам модельных испытаний можно было бы определить параметры насоса на натурных режимах н натурной жидкости.
Лля этой цели используются критерии подобия, получаемые на основании теории подобия н размерностей, Критерии подобия в качестве комплексных параметров оказываются полезными также прн теоретическом исследовании процессов в насосах, так как оии позволяют заменить рассмот. рение взаимосвязи между многнмя параметрами анализом связи между несколькими комплексами параметров. Результаты модельных испытаний обрабатываются для цолучения зависимостей (графических или аналитических) между определяющими и неопределяющими критериями. Такие критернальные зависимости тождественны для модели н натуры. Они позволяют определить значения параметров в натурных условиях, так как при равенстве одноименных определяющих критериев процессы в модели и натуре будут подобными и будет иметь место равенство одноименных неопрсделяющпх критериев для модели и натуры.
Определяющими критериями являются крит< рпн, в которые входят геометрические характеристики системы, физические постоянные, параметры граничных и начальных условнй. Другимн словами, определяющие критерии сосчонч пз параметров, значения которых можно подбирать прп 'кспсрпментах. Для насосов могут быть получены различные системы критериев в зависимости от рассматриваемого явления. В дашюй главе остановимся на критериях.
которые характеризуют энергетическую эффективность насоса па установившихся режимах при отсутствии кавнтации в проточной части насоса нлп прн «з (2.2) Тогда получим г я (О " 1'О„,, Л„, с„ гь ( о р-,! . О. !уг (2,3) Из формулы (2.3) следует, что для геометрически пеподобных Ош, мгвт насосов ( — —; — чь (дегп прн равенстве комплексов Ч отногэ шення скоростей смггие не будут одинаковы, что свидетельствует об отсутствии кинсматического подобия, отсутствии ее влияния на параметры насоса. Лля геометрически подобных насосов такими критериями являются следующие критерии: 1.
Критерий Эйлера Еа == Й =- Н/и", и 2, Мощностпой критерий У = — ''" нли к. п. д. насоса т1„. зтгг 3. Расходный критерий Я =- (сы()г. мтгг 4, Критерий Рейнольдса Йе =— Ь Определяюшимн критериями являются ф Йе, а неопределяю- щимп — Н, У, и,„. Тогда можно записать, что Й, Я (илн и.„) .=) ф Йе). (2,1) Определяющий критерий Д для геометрически подобных насосов является критерием ккнематического подобия, Критерий Рейиольдса Йе характеризует соотношение сил инерции в жид- кости н сил вязкости.
Опыт показывает, что с пскогорого зпа- чення Йе начинается область автомодельиости, т. е, дальнейшее увеличение Йе не влияет на Н и Х. В работах 163! приведены результаты исследования высоко- оборотных насосов п, 30 —:150; Нг=04 —:0,7 и ()э=60 —:150 мм и широком диапазоне изменения угловой скорости (400— 3000 с-'), 11з указанных работ следует, что критерий Рейиольдса м0., изменялся в области Йе = — > 10". При этом н" отмечается 4ч.
влияние Йе на Н и У, т. е, для высокооборотных насосов ниж. няя граница автомодельности не выше Йе=!0'. Комплексы Н, Х, (э, Йе используются н для геометрически иеподобных насосов. В этом случае они теряют значение критериев подобия, Покажем это иа примере комплекса ~. Выразим расход (~, например, через среднюю скорость си=с, на входе в шнек: Для геометрически неподобных насосов комплексы Й, У, ф, 1(е следует рассматривать как безразмерные комплексы, дающие некоторую общую характеристику насоса. Эти характерные комплексы носят следующие названия: Н вЂ” безразмерный напор (или коэффициент напора), )7 — безразмерная мощность (или приведенная мощность), ~ — коэффициент расхода, Яе — число Рейнольдса.
В число комплексов, использующихся для сравнения геометрически неподобиых насосов, входит так. же коэффициент быстроходности и,= 193,3— е )/)) (2.4) )) п~ Для геометрически подобных насосов и, является критерием подобия Щ. На основании выражений (2.1) и (2.4) для установившихся процессов можно записать, что Г= т/ — /-,, а, = 2'" '.- ° 193,3 р Я / )( ' ' = сопз1 —— ) (С, Йе) Отсюда следует, что в случае геометрически подобных насосов, имеющих равные или автомодельные значения критерия Кс, коэффициент быстроходности действительно является критерием книематического подобия, так как он связан только с критерием кииематического подобия Ч. Для геометрически иеподобных насосов комплекс и,, ие может быть критерием подобия.
потому что для геометрически неподобиых насосов комплекс () теряет смысл критерия подобия (2.3). В теории насосов коэффициент быстроходности нашел широкое применение как комплекс, связывающий основные парйметры насоса Н, О и ы. Он используется при обобщении опытных данных геометрически иеподобных насосов: для систематизации геометрических, кииематических и других расчетных коэффициентов, для обобщения энергетических характеристик и т. д. 1541 В частности, коэффициентом быстроходности характеризуют геометрическую форму меридиоиального сечения центробежного колеса 132).
Однако между расчетчымн коэффициентами, энергетическими и другими характеристиками пасоса и коэффициентом быстроходности отсутствует однозначная связь ввиду влияния других параметров насоса, пь)бнраемых яри проектировании независимо от а, Это мо.кги) показать на примере геометрического отношения (Уч,/Вь 11гпользовав формулу (2.4) и выражение Ом = 0,47 1/ Ко~ + й~ )' ~Фв; Е>., = —" 1/ --, (2,5) м 1 А,ч,(1 — ) получим — = О,007 Ь Аг1)г(1 4) Яо:' йа ) и 2.2. к.п.д, ИАсОсА и4 РАсчетиОм Режиме 2,2.1, Расходный к.п.д. В насосе имеют место потери энергии, связанные с утечками жидкости из полости высокого давления в полость низкого давления через щелевые, плавакнцие нлп лабиринтиые уплотнения. На рпс. 2.1 представлена схема утечек жидкости в насосе. Рассмотрим, например, утечки через переднее уплотнение колесаа.
Расход утечек определ птся фор музой ,лР6 ) бУ (2.6) где р — коэф4 пцнент расхода. Для щелсво~ о (см. рис. 2.! ) и плавающего уплотнений и определяется по формуле 132]: хй 1 =- 1 ( 1,' — — —:. 1,,1 збг где коэффициент сопротивления г.=0,06 —:0,08. Обычно )л=0,4+0,5. Выразим л.л через статический напор колеса: Рг Р~,»,,— Р, Р— Р, Ра Рл Р Р где Рз — давление на выходе колеса: Р =РН„, +Рь Статический напор можно записать следующим образом (с„,. = с,„.): (2,7) Из этого выражения видно, что отношение Р~/Рз ззвнсит не только от коэффициента быстроходности, а также и от параметров 7(ог йз„.
д, йь т)„значения которых не зависят от л„. Так, коэффициент КР, выбирается, исходя из обеспечения определенных антикавитацнонных свойств насоса; коэффициент )ге„, зависит от момента, передаваемого валом шнека (43), плн определяется конструктивными соображениями; от выбора д зависит вид напорной характеристики насоса; произведение й Ч„ определяется, в частности, числом лопаток.
Для высокооборотных насосов параметры, влиякицие на расчетные коэффициенты и характеристики, изменяются в более широком диапазоне, чем для пизкооборотиых насосов. В результате этого в высокооборотных насосах коэффициент быстроходности только очень приближенно характеризует расчетные коэффициенты н характеристики. В дальнейшем будем применять коэффициент л,„ наряду с Й и )(е, в качестве комплексного параметра, переход к которому уменьшает количество переменных, которыми надо оперировать при исследовании.
2У О т — (( Чг.к с т где и,.; — гидравлический к. п. д, колеса. эв (2.9) Тогда формула (2.8) дерепншется в виде Рх — Рч х-тт = ОтЧт.к 2 р Выражение (2,10) показывает, что для определения Ете н утечек необходимо найти разницу давлений на выходе колеса н перед (2.!О) Рнс. 2.1. Схема утечек мнакоетн уплотнением, которая определяется законом течения жидкости в осевом зазоре между диском вращающегося колеса н корпусом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
