Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Выступ, очерченный радиусом Рвп во входном части натрубив, создает поджатие потока перед входом в кольцевую камеру, что способствует улучшению равномерности потока и умеиьшеник> потерь (73, 74]. Полного исключения закрутки потока на выходе натрубив можно добиться установкой в выходной части патрубка нескольких радиальных ребер. Отметим, что как показывают опыты (39), при скоростях на входе свв=5 — 6 м7с подвод практически ие влияет на энергетические характеристики насоса. Прн ббльших скоростях на вхо,де возрастают потери и можно ожидать болыпего влияния подвода на характеристики насоса.
При расчете подвода заданными являются плошадь Р, и средняя расходная скорость с, на выходе подвода — входе в шнек (значения Е~ и с~ определяются в результате кавитациоиного расчета шнека). Поэтому потери в подводе следует относить к скорости си сз йпввв = Зввввв 2 'Тогда получим, что вз сс Р~ =Р1+Р 2 =Рвх+Р 2 Рх.пввв. Пря заданной скорости с| потери в подводе определяются величиной коэффициента потерь $„„пв.
Исследования подводов высокооборотных насосов показывают, что коэффициент потерь зависи~, в основном, от соотношения площадей на выходе (Г,) н входе (Евп) подвода. На рис. ).2 приведены опытные значения коэффициента потерь, полученные прп проливках на воде кольцевых и коленообразных подводов, обобщаемые зависимостью: Е„„= 0,75 ~ — ), в Р„~п вп Наименьшие потери, как отмечалось, соответствуют конпче, и му прямому патрубку. Прн расчетах потерями в нем можно пренебрегать. Однако в коническом патрубке может располагаться подшипниковая опора пасоса.
В этом случае потери в подводе можно оценить как потери на внезапное расширение: 1)" где г",и„— минимальная плошадь проходного сечения в области опоры. Ф 1о 17 70 ДЮ ф ~ф ~2 б Рис. 1Д. Зависимости коэффиииента иотерь в иоаволе от отиошеиии ило- всадея 1аь ШНЕКОВОЕ КОЛЕСО 1.2.1. Основные теоретические соотношения Лопасть шпека (сы. рпс. 4) представляет собой ипнтову1о поверхность. Разверткой цилиндрических сечений шнека является решетка пластин с переменным по радиусу углом установки профилей. У шнека с постоянным вдоль оси ша~ом 5 решетка состоит нз прямых пластин. Если шаг перемепсн, то пластины решетки ие прямые и такое осевое колесо называгот шнеком переменного шага.
Углы у решетки шнека на входе н выходе связаны с величиной радиуса законом: х 1К~а = —. злс Откуда следует, что шнек является осевым колесом, у которого вдоль радиуса г1я ро=сопз1. Введем некоторые соотношении для эанека. Угол атака на входе в шнек меняется по радиусу, Покажем зто: 3 см а о 1яйы сяеиэ олс '0с 1 + 1 р,.
1 а, 1+— ялаэса Чеьг меньше «, тем больше угол атаки. При с„(г)=сопзг и отсутствии закрутки иа входе сг,=0 постоянным по радиусу является отношение % = — = — = сопИ ~г), 2пс„ з 1йРм= ЗУ2иг. сгв вгг Из треугольника скоростей на входе (рис. !.3, а) следует, что при г)г= ), )д бг=-)й ры сп=сгв„ т. е. обтекание решетки лопас- ггго сгх гг„ ггг' ггу Рггс. 1.3. Треугольники скоростей: а — вхвл в ыввкг а — выкал вз вгкекв тей шнека происходит прн нулевом угле атаки, Из этого же треугольника скоростей вытекает ого сг,, == иФйДл =- —, 2п ' поэтому выражение для юг можно записать так свг сгк с,в г)г с!кв свг Гя ивгл вггввв ~ярГл.ввв где глвр — радиус периферийной части колеса; р .квгх — угол установки лопасти иа периферии.
Параметр г)г представляет собой безразмерную осевую скорость на входе. Его можно трактовать также как расхолиый параметр вгь = — ° Я где Яо — расход, при котором поток входит на лопатку с нулевым углом атаки. Величина параметра ог является определяющей при обтекании решетки шнека. Многочисленные эксперименты показывают, что при работе шнека на режимах дг(0,5 —:0,6 появляются обратные токи иа входе.
Обратные токи, вращаясь и распространяясь по периферии входного патрубка навстречу основному потоку, отменяютт его к оси патрубка и закручивают его в сторону вращеп и колеса. Рассмотрим треугольник скоростей (рис. И, б), построенный в предположении, что поток выходит из шнека по направлению лопатки. Параметр д, аналогичный дь характеризует напорность данного цилиндрического сечения шнека: ~2г~ и» иэ «ы Величину Н, =. —" будем называть «текущим» коэффпииеиа» том теоретического напора в отличие от общепринятого (:,=- ~~т — .Нетрудно видеть,что в общем случае между Ф и И сук.'ц»р ществует простая связь: (1.3) (!.4) где ир «р ш Совместно с обобщенным уравнением Бернулли: Ир Ис» — + — + Ж.,р —— — сИ., р (1, б) оио дает Ф~, дм и- л.~т »'«д«а«а« Работа насоса — ИЕ=пН, определяется уравнением Эйлера (для случая с~ О) ЙНт = д(с„и) =- иаэс»+с„й~, поэтому уравнение (1.6) примет внд: и'« й« I «»ср Окружная составляющая может быть записана так: с,„<в«»,, «(1 ц).
11.5) При 1=1, са„и Йт равны О, В случае шнека постоянного шага когда р1.„— -1)2.„обтекание решетки шнека с нулевым углом лопатки соответствует работе шнека с нулевым теоретическим напором. Осевая составляющая скорости ст, за шнеком переменив по. радиусу. Для того чтобы найти ее распределение, примем, что поток за шнеком осеснмметрпчеп, а радиальными составляющими скорости можно пренебречь. В этом случае тсчсиис описывается уравнением, вытекающим из условия радиального равновесия: Для упрощения анализа не будем учитывать потери в колесе ((.тр=0). Для определения поля окружных скоростей необходимо знать величину отставания потока. Для простоты примем, что поток выходит из колеса по направлению лопатки.
Это допущение может быть оправдано большой густотой решетки у большинства применяемых шнеков с постоянным шагом. Уравнение (1.7) с учетом (!.5) для шнека интегрируется и его решенис имеет вид (1.8) + 2п Р2л.пер где К вЂ” константа интегрирования; птт Ш~ПЕР ~П Р2л пер (!.8а) Постоянную К найдем из условия тле р 9=2п )' г„Мг, вт которое можно привести к виду 1 ~ 2)г2(г, 1 — 22, звт (!.10) где е( гвт Ивт вт ппер Рш (1,10а) — средняя расходная скорость: ходная скорость. Нетрудно видеть, что дя аналогичен расходному параметру д. Для шнека постоянного шага с А„=сопя(, е)е — — дч.
Подставляя (!.8) в (1.!О) и произведя интегрирование, получим оконча- тельно В(! — дО)2а Р„п,„ л.пер + !я п2л.пер (1.11) где Нвт ~ ° 2л.пер 22 ~ ! р вт а .пеп сп2 = ге ф2 =- штпер 2яррл,пер — безразмерная (относительная) средняя рас- Из уравнения (1.!!) следует, что с уменьшением радиуса уменыиается безразмерная скорость и может стать отрицательной. В этом случае за шнеком у втулки возникнут обратные течения. Определим условия, прп которых Ф=О у втулки.
Для этого в уравнение (!.1!) подставим !!=О при г=!г'„, после чего получим (1.12) где Режимы, пРн котоРых Фо: (Фа)„м бУдУг хаРактсРпзоватьск обратными токами у втулки на выходе нз шнека. Найдем распределение коэффициентов теоретических полных н статических напоров ф, = — ' и ф = —" по радиусу. Сначала запишем аг г»»я 4пй!! выражение для текущего коэффициента напора аг г где — «,!»! я!о»»»р . и с!,= (О« I «г» гя ра!.»»р с! = Фг <9« Г Из уравнения неразрывности !ь!я шпека с посто!шими втулочным отношением следует Фо !Я !Яг»»»я ' Ч! !Я «Я!».»»а (!.!4) Поэтому сг == ԫ— (1.14а) Используя (1.3), (1.4), (1.11), (1,13) и (1,14а), после преобразований получим »о) я рг»»!с!! ' (!.15) у» + гяг р» !яг рг» в (1 чо)!я рз1,»я ! гР„, »» ' (1 — ач) 2 — 1 — с)о — — - ' " — ""-'~.
(!.!6) ч кг -'; !яг р.,! Полученные выражения (1.! 1), (1.!5) и (!.16) показывают, что распр«лс,пине скоростей и яапоров за шнеком является ые только фУпиш«й Фч или Ф,», т, е. Режимами по РасходУ, но так- вб жс функциями втулочного отношения <2«, и углом установки ло- пасти на входе и выходе ~<„„р и рм<„р.
Очевидно, что энерге- тические характеристики шнеков должны быть также функцией зтнх трех параметров. 1.2.2. О возможности использования других видов осевых колес в качестве преднасоса (!.1 1) В (< — ео) <к-.р,,„„,, г г = <<<г~гй<е< <<+ ! (1.17) В осевых насосах обычно применяют колеса с постоянной циркуляцией с„г=сопз!. При проектировании осевых колес ис.
пользуют различные законы изменения циркуляции по радиусу, которые выражаются зависимостью: с„г" =- сопя!. (1.1<1) Обозначиь< (1,19) А = с,г", а Осевое колесо, используемое в качестве преднасоса, должно удовлетворять основным требованиям: 1) обладать высокой кавитационой устойчивостью, т. е. работать без значительного падения напора прн малых давлениях входа, прп которых кавитация в его проточной части неизбежна; 2) развиваемый преднасосом напор должен быть достаточным для бескавнташ<онной работы центробежного колеса. Точнее говоря, осевой прсднасос должен обеспечивать поле давлений на выходе. благоприятное для работы без кавнтационного срыва центробежного колеса; 3) осевой насос должен бь<ть простым в изготовлении; 4) обладать высоким к.
п. д., хотя оговорим, что к. и. д. осевого прсдиасоса играет мепыпу<о роль, так как его доля в создания потребного напора всего насоса невелика. Для обеспечения высоких аптикавитациопиых качеств насосп<но агрегата играют важную роль как коиструктивнь<е параметр«, входа ирсднасоса, определякипие его собственные кавитацп<иппм свойства (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
