Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 41
Текст из файла (страница 41)
5. Образование иа пониженных расходах вихревого шнура во входном патрубке. заполненного газом и паром. Исследования, проведенные в различных ор )*низаииях, показали, что появление обратных токов перед шпеком связано с величиной а,,(а„„ =)г)1 (см. разд. 1.21. Как уже указывалось, :ели шнек работает на режиме с), <0,5, то на входе в шнек образу)отея обратные токи. Как показывает опыт, в большинстве шпс)а)-иентробеж)гых насосов с высокими антпкавнташ)онными свойствлмп расчетный режим работы шнека соответствует д„„<0,5. В атом случае изучение структуры и механизма возникновения обратных токов необходимо при решении задачи о повышении кввптационной и динамической устойчивости шнекопентробежиых насосов.
262 При работе шнека на режимах с обратными токами удобно ..сматрпвать поток во всасывающем патрубкс, состоящим из гсх потоков (рис. 5.1): зоны обратного течения. зоны возврат- го потока н активного потока. Сечение активптпт потока огщичеио радиусом г, и определяется расходом через эта се. »ис, равным расходу через всасывающий патрубок в запг псзмугпеиного потока.
Зоны обратного и возвратного течений 'лм. б.!. Схема потоке с обратнымк токами перед гпиековмм премгасосолт азграиичиваются поверхностью вращения радиуса го, на като. ой осевая составляющая скорости се=О. С помощью гибких нитей исследовалось относительное дви.
:кение жидкости непосредствеггг~о перед шнсковым преднасосом и в самом шнеке. Исследоващгк ироводилпсь на реконструироянном авиационном насосе ЭЦН-23, имеющем центробежную лрыльчатку полуоткрытого типа, выставной шнековый предка~ос с бандажом, консольно укрепленный на валу насоса (О= =50 мм; г(=!4 мм; Я=24 мм), и прозрачные бакдаж, корпус шнека и входной патрубок. Экспериментальный шнек собирался из двух частей — основной 1 и дополнительной 2.
между которыми соасна со шгккам 'стаиавлпвались последовательно кольца 3 разных лппчсграв гибкими нитями (рис. 5,2). Набор дополнительных частей ггпгела разной толщины давал возможность исследовать ~ »ниие .лчгдкостгг внутри шие«а иа расстоянии 2, 4, 6 мм гп щ(н дней кромки лопасти (по осп шнека). Для наблюдения за гибкпмн нитями в капал:ы пи.скового ~реднасоса использовалнсь стробаскопичсскщ тпл метры, син.ронизироваииые с вращающимся колесом и (и з фотаэлектричекпй датчик оборотов. Наблюдаемое на различных режимах положение гибких ни- сй по отношению к лопастям шнека и кольну зарисовывалось, к затем составлялась сводная картина расположения гибких нитей в каналах шпека и иа входе в него иа этих режимах. Картина строилась в безразмерных координатах: х .т.= —; и=- —, где х — размер по оси шнека; у — таигенцнальный размер," г = = — шаг рец1етки лопастей шнека иа выбранном радиусе.
Ркс. 52. Васа крыльчатка и итиска с укреиаениьсми ка ием тибкиыи китами: т — основная част~ сснека: т - аопаанатеяьная часть; а - коаьае В тех случаях, когда положение нити было неопределенным, она зарисовывалась в двух крайних положениях, в пределах которых происходили ее колсбашск. Для определения расстояния, па которое распространяются обратные токи ва входном патрубке, гибкие нити наклеивались иа внутреннюю поверхность входного патрубка. Наиболее ярко все особенности расположения гибких нитей в каналах шнекового преднасоса выявляются на расходах, близких к нулевым, и показаны иа рпс. 5.3, где представлены изображения разверток цилиндрических сечений шнека иа различных радиусах.
Как видно из рнс. 5.3, а в периферийном сечении канала шнекового преднасоса (р= 1) на тыльной стороне лопасти можно выделить область, пз которой лучами расходятся гибкие ннтп, что указывает иа наличие в этой области источника. На напорной стороне лопасти можно выделить точку, от которой гибкие пити расходятся по лопасти в противоположные стороны, От источника жидкости иа тыльной стороне лопасти до указанной точки па напорной стороне можно провести линию, делящую поток на две части: поток, текущий к выходному сечению шне- 264 (о(, н поток, текущий к входному патрубку.
Учитывая, что ближе входной кромке иа тыльной стороне лопасти гибкие нити направлены вдоль лопасти внутрь шнека, можно полагать, что труйки жидкости, вытекающие из источника и текущие непоредственно вдоль тыльной стороны лопасти, не доходят до чходной кромки, а на некотором расстоянии от источника встре(аются с потоком жидкости, обтекающим переднюю кромку, и (тклопяются им в сторону, обратную вращению решетки шнека.
Уг 05 й2 0-02020 020-02 02 С 02 02 0-02 02 0-02х а( 02 Ы г) 02 е) Рис. Ь.З. Распело(какие гибких катей в области вхозиых кромок ыиско- вого иредиасоса 22(=ЗО мк; нас=!4 ич; д,а=е): и — 4 ъовм (г и; а — и (так (г оан;а — и (тки (г о,аа(; » — и заик ( ата(: а — и=а( еа (с=Ока(( е — а=аз ии (г а,(М Аиачогичпая картина наблюдается и в сечениях (т=0.94 н :=0,55 (см. рис, 5,3,б и в). В сечениях, близких к втулке, замечена отклонение гибких нитей к тыльной стороне лопасти (см. рис.
5.3, (! и г). На основании изложенного анализа расположения гибких нитей во входной области шнекового преднасоса была построена ( артииа течения жидкости в шнековом предиасосе при нзлпчпп иа входе обратных токов, представленная на рис. 5.4. Основной расход жидкости поступает в шнек вблизи втулки. ()рн движении по межлопастному каналу вследстип. (шпушсиия радиального равновесия в застойной области (са(, разя 3,8) .кидкость под тыльной стороной лопасти перемспшстси и большим радиусам и весь поток у втулки жидкости отк.топчется к ;ыльной стороне лопасти шнека.
На периферии жидкость, под" оиншаяся с меньших радиусов, встречает пр(нит(твие в виде !андажа (стенки корпуса в случае шнека б(с:! бандажа) повора(пвает и растекается по межлопастному каналу, образуя на ыльиой стороне лопасти источник. Жп;п(ос'('(о поступающая ин источника в межлог<астной канал, делится па два потока, один пз которых течет к выходному сечеии<о шнека, а другой — к входному, образуя обратные токи.
Гранпией этих потоков является линна Л вЂ” Б, соедиия<ощая источник на тыльной стороне а) Рис. 6Л, Картина течения во вхолпой части <ппекевого прелнасоса 2 — точка торное енпз патока; 2 — нстаеннк. 2. т — ккрктзкысноннзш потоке. ' — обоз . ные токи нз нхоке, б †шн; 2 — ектпнпыв поток, з - обршные токи нз еычаае.
а — перньсрнттное сечена». Π— чсрпкнонзззнос сечение лопасти с точкой разветвления потока на напорной стороне лопасти. Обратные токи вытекают нз межлопастиого канала по напорной стороне лопасти, часть их огибает переднюю кромку лопасти и втекает в соседний межлопастной канал. Таким образом, непосредственно у входного сечения шнека шсло обратных течений соответствует числу межлопаточных капа.юв, По мере удаления от шнек. течение жидкости во входном патрубхе переходит в осесимметрпчпое и обратные токи образуют т<ольцевую зону на периферии входного патрубка, Лпалнз исследований обратных токов ка входе а насос, выполненных с использованием насадков давления ~78, 8<1, под- »верждает, что вблизи входных кромок поток не осесимметрнчен (рис. 5.5).
расход через насос, вычисленный по замеренно- чт» нар д» Рис. Б.Ь. График баланса расходов прямого и обратного потоков, рассчи(аииый по намеренным зпкзраи скоростей (78, а(3 (('Г,р — расчетный рас- ход). расход через насос при (г, 0,18: оо.т (рас»од через зону обратиик токоак О-ои и (рас(од через топу ппп и ~о и токаи аз-(7 (рси»Од чсре* асс сечении трубопро попа( Раетод н рс( наса прк Сн-е; и-ео,т ° — о„,„: а-7 мр профилю скоростей в сечениях, близких к входии(м ирочкам, (ун(чается от расхода, намеренного с помоги(из п(ийбы (,г„. При удалении мерного сечения от входи(ио фланца зта разиига рх(еиь(иается и на расстоянии причсрио одного калибра Гч(схоДы совпаДавт, а.т ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШНЕКА НА РЕЖИМЫ ПОЯВЛЕНИЯ ОБРАТНЫХ ТОКОВ Эксперименты, проведенные для шнеков с разным втулочпым отношением г4т=0,28 †: 0,43), показали, что увеличение втулоч.
ного отношения смещает момент появчення обратных токов на входе в шнек в сторону меньших расходов. Экспериментальные исследования, проведенные в широком диапазоне изменения шага шнека Б, показали, что уменьшение 5 сдвигает момент по- В т Вг ВЗ Ге.ом„ Рнс. $.6. Гранина режнмов с обратнмьсч токами на входе длн нтненон: т — обаасть Вежинов с обоатнмнн токами: П вЂ” область Режимов бет обнатимт тонов тсаоеное обоанатанне во ае та бо !Ф 1т явления обратных токов на входе в шнек в сторону меньших расходов, но расходный параметр о„х при этом возрастает. Анализ опытных данных позволил, нспопьзуя широко известный коэффициент приведенного наружного диаметра шнека Коке получить обобщенный график, связывающий приведенный расход, выраженный через Кп„„при котором на входе в шнек появляются обратные токи, с тангенсоч угла наклона лопасти на периферии шнека 1й йы,,в н который показан на рис.
5.6, Полученная экспериментальная кривая хорошо аппрокснмируется квадратной параболой Ко„. = й 66 о6,1 ~Янам.пор+ ЧТЯ ~1.т.нкч ° Переходя к расходному параметру дн„получаем расчетную формулу режима появления обратных токов во входном патрубке шнеко-центробежного насоса т~" -а ою ' йт б.з. ааЛИНА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗОНЫ ОБРАТНЫХ ТОКОВ Расстояние 1о„на которое распространяется зона обратных токов от входных кромок шнека, определялась по отклонецшо гибких нитей, наклеенных по длине прозрачной части входного трубопровода от осевого направления.
Граница, где заканчиваются обратные токи, довольно размыта, поэтому при лостижсппп зоны обратных токов сечения, где дз а г г З О б б х .",. График зависимости ханны расиространоннн «н.ы обратных токов от расходного параметра ч, расположена очередная нить, отклонение ее носит неустойчивый характер, вследствие чего наблюдается заметный разброс экспериментальных точек. Когда нити расположены в зоне обратных токов, положение их устойчиво, отклонение от направления невозмущенного потока составляет примерно 108' и не зависит от коэффидиеита расхода с)„..
Эта особенность потока иа периферии зоны обратных токов была отмечена в работе (78) и подтверждена опытами авторов. дг тур дым Ркс. 5.З. График ваинкня густоты реметкн виска та на наину распростра- нения воны обратных токов Как показал опыт, величина с,с, зависит ие только от расходного параметра д„,, но и от конструктивных параметров шнека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
