Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 22
Текст из файла (страница 22)
из которой перекачивается жидкость, давление больше, чем в конце напорной магистрали. Совокупность этих сопротив- лений определяет характеристику сети: Нс бНе.к дНвх.ю ' АН»» "г Ниве х ' ~(9 р р где ЛН,~ — потери в напорной магистрали; ЛН„; — потери во входной магистрали; ЛНяя — потери в дросселе; Няя,л — напор дополнительного насоса. В случае замкнутой системы р,:=ря н без дополнительного насоса характеристика сети будет параболой Н, = к(г'-, где ен.м» вх.м ьд». » Расход, проходящий через насос, на рис. 2.25 определяется точкой пересечения кривых, выражающих напорную характеристику насоса и характеристику сети, Открытие выходного дросселя, т.
е. изменение характеристик сети на режиме запирания при постоянном давлении на входе в насос должно сопровождаться уменьшением напора насоса при неизменном расходе. На характеристике Н вЂ” Я этот процесс изобразится в аиде вертикальной части Аа кривой напора насоса (см. рис. 2.25). Режимы запнрания можно получить при угловой скорости и заданном давлении на входе, если открытием выходного дросселя увеличивать расход до тех пор, пока он не станет постоянным. Например, при давлении входа р„ » режим А — А', для р„з режим С вЂ” С'. Характеристика сети будет при этом изменяться в соответствии с кривыми 1, 2, 8 (на рис, 2.25 изображены характеристики сети замкнутой схемы).
При полностью 134 открытом дросселе характеристика сети изображается кривой Л, и для р„режимы запирания  — Ь в данной системе получить нельзя. Кривая, соедпняюшая точки А, В, С, определяет границу начала режимов запирания. Рассмотрим теперь вопрос о возможности определения режимов запирания при снятии обычных срывпых кавитационных характеристик. Если насос работает на режиме„опредсляемом Рис 2.2Д Характеристики насоса и гнкроиагистралг (закинутая схема стенда) с е ь точкой с( на рис. 2.25 и при понижении давления на входе поддерживается постоянным расход, то изменение напора насоса будет происходить по прямой И вЂ” А (см. рис, 2.25).
При этом из-за снижения напора насоса необходимо открывать выходной дроссель, т. е. уменьшать сопротивление сети за счет коэффициента сопротиВлеиия Выходной магистрали йв-— епи+4Р. Дальнейшее снижение давления на входе будет сопровождаться уменьшением расхода, несмотря на открытие дросселя (уменьшение ст), так как точка А является началом режимов запнра. ния. Этот процесс изобразится иа кавитациоииой характеристи-, ке (рис. 2.25) и на напорной участками кривых А — е. Далее после точки е сопротивление св будет постоянным, так как зта точка лежит на кривой д (см. рис, 2.25), нзображаюшей характеристику сети при минимальном сопротивлении. В этом месте можно ожидать излома в протекании кривой напора па срывной кавитационной характеристике. поскольку дальпсриш(й процесс будет происходить по кривой е — Г (см.
рис, 2.25 п 2.26), Срывные ветви режимов запирания А — а при непрерывном снижении входного давления получить нельзя. Можно только определить ~очку начала режимов запираиия прп апдиппом расходе, которая характеризуется началом падения расхода, при продолжающемся уменьшении сопротивления сетя. Если снимать кавитациоиную характеристику на режиме работы насоса, определяемом точкой 6 (см. рнс. 2.25), то расход начнет уменьшаться не в точке В ((и жнм запирания), а в тотсе я и далее процесс пойдет по л(ппп~ к —  — е.
Точку В вь(- делить иа кавитационной характеристике (рис. 2.27) будет за- гзв труднительно. Судить о том, является ли начало падения расхода режимом запирания или нет, можно по протеканию кривой сопротивления сети $а. Если уменьшение расхода происходит при ера=сопз1, то точка, определяющая начало падения расхода, ие является режимом запирания. При отыскании режимов запирания целесообразно на срывную кавитациоиную характеристи- ч,д, Ка е л р л дал е л и Рис.
2.26. Срмвкая кавитанионная характеристика, снимаемая нрн постоянном расколе иа режиме, оиределяемом точкой гГ на рнс. 2.25 Рис. 2.27. Срмвная кавигаииониая характеристика, снимаемая нвн настоянном расходе на режиме, определяемой точкой а на рнс. 2 25 136 ку, снимаемую прн постоянном расходе, наносить кривую коэффициента сопротивления сети Ке = Кевх.м + $а.м 1 Кчлр который можно определить как 5 = —. Н оа Прп постоянном дросселе при снижения р,к у насоса, работающего без кавитацпи иа режиме, определяемом точкой с2 л,д, (см.
рис. 2.25), изменение параметров насоса будет происходить по кривой и'--С вЂ” я. Рсжим начала запнранпя С отличается от режима А. 'Таким образом, два различных способа сиясг тия кавитапиопных характеристик дают возможность определить разные точки срывной характеристики при одинаковых исходных Рис 228. Срмвная каангмьчониа" усчовнях характеристика, снимаемая нри носгоявном лросселе ва режиме, ов- На кавитационой харак- ределяемои точкой л на рис. 2.25 теристике, снятой на одном режиме по угловой скорости нри постоянном дросселе (рис.
2.28), невозможно определить режимы запираиия, так как на кривых Я и Н невозможно выделить точку С, Кривую режимов запирання можно выделить только наложением кавитацноиных характеристик, полученных при разных начальных расходах, как это сделано в работе ~691. Проведенный анализ показал, что наиболее достоверным способом обнаружения кавитациоииых режимов запиранпя является получение обычных напорных характеристик Н вЂ” Я при различных значениях рво Этот способ дает больше информации, т. к. позволяет получить все режимы запирания нз вертикальной ветви кривой напора.
2.8.К Опытные данные по режимам запирання нз-за капитании в колесе насоса Результаты эксперимента по определению режимов запирания„ проведенного при ю=628 рад/с„ показаны иа рпс. 2.29. Зля Д77/агг.767 677а сг Ои 377 7,З 77 ггг г~т ггз йе у йз 67 Рис. 22З. Результаты аисперниента по определению рс нино» аа- пираннн: 1 — Омкавкеацаанв в «аракзерветвка; г - а =0,115 О 0113 л1па; х 1, Одра ата вх вк 00096 Мпа; 4 — и „=0076 а!а ОЮ76 Инаг 5 в ООЭ! ав ал!,) и11!; а'-р вх 0.04 ата-О.ООЮ Мна; 7 — Р ОЗИИ ата=О,ООЗ! М!1.
вх расширения диапазона по расходу в пгдр11илпческую систему стенда был установлен дополнительный и11сос. Эксперимент производился следующим образом: зпдпиплось определенное давление на входе в насос, затем прп !ии тониной угловой скорости производилось открытие выходного дросселя, вследс~вие 7:17 чего расход увеличивался. При достижении режимов запирания расход больше ие возрастал, несмотря иа дальнейшее открытие дросселя.
Каждому давлению р,а соответствовало свое значение предельного расхода, Величина напора насоса определяется степенью открытия дросселя, При появлении режима заиирачия резко уменьшалась мощность, потребляемая насосом, что выражалось во внезапном увеличении частоты вращения. Работа йг Рнс. 230, Характеристика режимов ааннранин й! й! насоса на режимах запирания носит неустойчивый характер, поэтому выдерживание постоянной частоты вращения представляет определенные трудности. Левые части напорных характеристик иа пониженных давлениях иа входе получить ие удалось, так как на этих режимах возникают автоколебаиия. По предельным расходам при каждом значении р„построе. на характеристика режимов запираипя (рис.
2.30), аналогичная срывным характеристикам, приведенным в работе )69). 2.5.2. Режимы запираиня нз-за кавитации в спиральном отводе Задача исследования кавитации в отводе заключается в определении связ~ предельного расхода с геометрическими параметрами насоса, давлением на входе и угловой скоростью. Найдем выражение для предельного расхода, воспользовавшись соотношениями, полученными при анализе течения в спиральном отводе. В сечении сборника перед коническим днффузором давление неравномерно. Наименьшее давление имеет место на начальной !И глз Р» с!»»л (2.9В) ПРн Условии Ра »а =Р» полУ шм (в данном Разделе бУдем опускать индекс 2 л, соответствуюшнй сечению при входе в дпффузор) — Н;+ —., -'; ', =О. Р» Рл — Ра Ръ» Р»» Р» рс,„ри., ри;, ~ 2.991 Выражение (2.99) является исходным для определения предельного расхода. Входяшпе в это выражение величины (Рэ— Рв), (Ра — Р ) и сь» соответствуют предельному расходу, однако для простоты записи соотвстствуюшпй индекс (пр) пока будем опускать.
Разность (р» — Р„) найдем нз соотношения (!.13!), положив к=О и приняв с,„с„; , " = (0,25 — '0,75 — "1 !и . (2.100) Выражение для ра определяется с помоптью формул (1.83), (1,119), (1,124), (1.125)„(1,14!) (в формуле (1.!41) будем пренебрегать последним членом ввиду его малости): "' = Н, — 0,5сз — 0,32Ве — 0,5 ~0,2 -;-А ~ "'" — 1) — "-.,~ '' — ) 1Й,.
(2,101) Подставим соотношения (2.100) и (2.101) в выражение (299), при этом введем переменную ~=(1Я» н используя формулу окружности сборника. Отсюда следует, что при входе в конический диффузор давление жидкости может достигать давления упругости паров в районе сязыка» отвода на окружности колеса.
Расход, при котором давление у сязыка» достигает упругости паров, должеи быть близок к предельному расходу. действительно, дальнейшее повышение расхода должно сопровождаться увеличением кавитаниониой каверны в горле, возрастанием в связи с этим скорости в горле диффузора, ростом потерь в диффузоре и падением напора насоса.
Таким образом для определения предельного расхода необходимо найти выражение для давления на начальной окружности сборника в сечении перед коническим диффузором (давление у «языка»). Тогда предельный расход определится из условия равенства этого давления упругости паров.
Указанное давление можно выразить следующим образом: Й, = Ф,(1 — Щр). После преобразований получим квадратное уравнение относительно ф~, решая которое найдем, что Я„р — — — + ф~ ~ — ) + —, (2.102! а где и, Ь, с — положительные коэффициенты: а = 0,1/гедд- '-1- 0,5АФР + 0,5г.'; (! — $и и) — (0,56с„' 038йорс+006йи)))п ЬО~Яд+Айль)р+(038йлср013йипр)!П с = Ь,— О,И'„— 0,5АЬ,— 0,320 + 0,061,1п! )+ 1, а-1-0,5 / ри! коэффициент А рассчитывается по формуле (!А21) при $, > )0,21 и принимается равным 0,32 прп вид~0,21. Сравнение расчетных данных с опытными показывает, что расчет завышает значение предельного расхода на 7 †!Отй. Анализ расчетных соотношений показывает, что к увеличени1о пРедельного Расхода ведет Увеличение А, п Уменьшение др и 4)ь так как при этом возрастает рд (2.10!), С увеличением ср предельный расход растет, так как уменьшается разность давлений рз — раПотери диффузора, которые оцениваются коэФфициентом потерь дид, должны быть минимальными Цид=0,15 —:0,25).
2.6. ОЦЕНКА МАССЬ4 КОНСТРУКЦИИ НАСОСА ЛО ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ Масса конструкции насоса в значительной мере определяется его гндродинамичсскими параметрами. Элементы подвода, отвода п рабочих колес насоса и т. д. можно условно разделить на полые цилиндры и диски. Масса полого цилиндра выразится следующим образом: шили РипОиилбиил)лил~ (2ЛОЗ) где р„— плотность материала; Юии„баии, 1иии — соответственно характерные диаметр, толщина и длина цилиндра.
Массу диска запишем в впде ОР (2.104) где В, и 6 — соответственно характерные диаметр и толщина диска. 140 (2. 106) где си„л„— характерная скорость жидкости в подводе. Характерная толщина отвода, нагруженного значительными силами от внутреннего давления ро„, определится по Формуле для короткого цилиндра, нагруженного внутренним давлением: Ролл олв 0 н й где Йл — прочность материала отвода на разрыв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
