Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Повышение напора при Я 0 оставалось примерно таким !О,дтест до р„г д! аг дз е„ Рис. $24. Характеристики иасоса с комическими иерегородиами в сечении 111 — и1 (! 19 мм) же, как и при нос~японке соответствующих конусов в сечении П вЂ” П (рис. 5.24). Можно ожидать, что в тех случаях, когда постановка конуса увеличивает напор насоса, форма навигационной характеристики насоса улучшится за счет уменьшения потерь и устранения закРУтки. =!то должно пРоисходить на 1тежимах Дат С!гет.
аиеиПри рот>!г .арии, когда напор насоса с конусом ниже, чем со свободным входом, антикавитацнонные качества также могут улучшиться, если падение статического давления в активном потоке за счет падения потерь знергии от постановки конуса меньше, чем падение давления за счет закрутки. Так при установке конуса в сечении 1 — 1 форма каантацнонных характеристик улучшилась, так как напор насоса повысился (рис. 5.25). Установленный в сечении 11 — П конус г(кон=29 мм, несмотря на уменыпенпе напора, повысил антикавнтационные качества (рис.
5.26). В остальных случаях па гг грб Ра/„г бг ,„г Р Р,Г Р,2 Р,б 0»,ам, гбиа Рггс. 52ц Кавитаииониме характеристики насоса с коническими перегородками в сечении ! — ! (! 72 мм): чах Лг грб,либба б' йХ Р Р.г П2 Р,р а» бгб„ббпа Рис. о.Ж Кавнтаиионнме характеристики насоса с коническими перегородками в сечении )! — )! (Г-27 мм): бах=о тта Режимах г7ех>гр„,н д Установка конУса УхУдшила фоРмУ кави.
тациоппой характеристики, Правильно подобранная коническая перегородка может повысить напор насоса на режимах с обратными токами н улучшить кавитационные характеристики. Глава (гГ ОСЕВЫЕ И РАДИАЛЬНЫЕ СИЛЫ В ШНЕКО-ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ ВЛ, ОС6ВЫК СИЛЫ В насосе гидродииамические осевые силы действуют на шиеко центробежное колесо насоса и иа колесо нмпеллериого уплотнения. Осевые силы оиределяютгя при проектировании насоса для расчета разгрузочно~о устройства и шннпииннк1в.
6.1А, Осевая сила, действующая иа шиеко-центробежное колесо (6А) где Г(, — осевая сила (положительное направление И; совпадает с направлением с, ); Г,. — площадь проекции контура на плоскость, перпендикулярную оси г. Из выражения (6.1) следует, что для расчета осевой силы необходимо знать распределение давлшшя по выделенному кон- туру. На поверхность а — а действует давление на входе в шнек р,. а на поверхность б — б — давление па выходе из ншека, равное р1+ро„,„,. В одноступенчатом насосе разгрузочная по- лость А может соединяться несколькими отверстиями () со входои в центробежное колесо, Тогда среднее давъннс в раз- грузочной полости р„,.,ш будет превьппать давлсши зп шнеком на величину перепада давления на отверстии Ар, рг~ ~е = р1 + рг(~см + Ар ~~ (6.2) Для исключения вредного влияния на ноток и центробежном колесе утечек, подводимых через отвсрстш В, в заднем диске Найдем связь осевой силы с гндродинамическими парамет- рами потока жидкости.
Для этого воспользуемся уравнением для количества движения, выделив контур а — а — б — б — в — г— — г — д — д на рис. 6.!. В проекции на ось а получим (с, =- 1' рдР, +р()(е„— г„), г, иногда не делают отверстий, а утечки отводят из разгрузочной полости А на вход в насос. В этом случае можно записать, что Рраагр = Рва + ПРуруо (6.3) где Лр,руа — потери в трубопроводе отвода утечек.
Рнс. 6.(. Схема н(неко-ненгросеа(ного насоса лля он- релелення осевой силы с„ На основании изложенного интеграл, входяший в уравнение (6.!), можно выразить через составляюшие осевой силы и! я 2 ~~м Ь|а = ~ ФГ, = Ра + и ~Р— —" ~ (Ра + РИ .. )— а р и Ира )~ра) Рраагр + ~( ~а~ где 12 =- ) Р(К,; Уа = )' Рг(Г,. ра М-«( а ы и В ступенях многоступенчатого насоса (кроме последней) в осевом зазоре у заднего диска утечки направлены от центра и периферии и разгрузочная полость А отсутствует. Поэтому в уравнении (6.4) применительно к таким ступеням будет отсутствовать третий член, а интеграл уа определяется по всей поверхности заднего диска. Для расчета осевой силы по формулам (6.!) и (64) необходимо знать распределение давления по боковым поверхностям «напорной» части дисков (интегралы у'( и /2).
На рис. 6.2 приведены опытные распределения давления по лиску (в осевом зазоре) высокооборотного насоса (г(/г2=0,42; г2=0,09 и) при различных по величине и направлению утечках (утечки измерялись: утечки от периферии к центру диска приняты положительными, от центра к периферии — отрицательными).
Видно, что наибольшее падение давления с уменьшением радиуса соответствует утечкам, направленным к центру, наименьшее — утечкам, направленным от центра. Направление утечек изменяет характер распределения давления. Увеличение утечек, направленных к центру, приводит к З00 большему падению давления, а в случае утечек, направленных от центра, величина утечек не оказывает заметного влияния на распределение давления. Опыты показывают, что чистота поверхностей диска и стенки в пределах ~7 7 в ту 5 практически не влияет иа распреде.ление давления.
Влияние размеров и формы осевого зазора на 67 0,0 ООЕ 000 4Ы дтв Дуд ОЯЕ 070 Р -0 ри, Рис. 6.2. Расирелелеиие давлении ио радиусу диска в аависиыости ох ве- личины и иаираилеиия утечек (Отчете 0,0ЭЗ; 5=0,0?3; а=751: —.!ее Оу в ' нее аясаеранеат Сбеаначе- ння расчет не Фер. мулам !2.!е! н т2.!5! тб.т! гв.в! !а.в! 22.!Е! н (2.!В! распределение давления показано на ряс. 6.3.
Из рис. 6.3 следует, что изменение размеров зазора в пределах, характерных 8 для высокооборотных насосов (У= — =0,03 —:0,1), не сказыта вается на распределении давления. В этих уке предалах изменения 5 форма зазора не оказывает влияние иа распределение давления, о чем свидетельствуют данные, соответствующие зазорам с а=75* и 70' (постоянная и переменная по радиусу ширина зазора) при о =0,106, Только большие, не характерные для высокооборотных насосов, значения Л могут оказать влияние на давление в зазоре (см.
данные для 3=0,З), Отметим, что испытания показали отсутствие влияния числа С7Я г(е = — ~ на распределение давления (Ке=3,4 ° 10с —:1,4Х Х $07). р ср д7 Дз г р Рре дгая я с) "яс Рис. 6.3. Графини влияния размеров и форин осевого зазора иа расиределение давленая (~г®мг. 0,033): а о,зоо олоа о.ого о лов о,оси о,оз го 90 Оасвначсияе а- — с,в го-': - — о -о и У и". Данные, приведенные на рис. 6А, иллюстрируют это на примере утечек, направленных к центру. На распределение давления оказывает также влияние закрутка потока иа периферии осевого зазора.
Обычно принимают зту закрутку равной окружной скорости на выходе колеса се„[Ю). В главе! было показано, что на начальной окружности сборника н, следовательно, на периферии зазора закрутка определяется течением в отводе. Эта закрута сач отличается от саа По формуле (2.!6) можно для различных режимов работы насоса определить изменение скорости сач по угпч в начальной окрнж- ности (по периферии зазора). Тогда усредненное значение закрутки дан оцределяется следующим образом: саа =' — э саасоср. (6.5) ал о Прн известной скорости сн, распределение давления по радиусу диска для случая утечек, направленных к центру, можно определить, используя соотношения (2,14) и (2.15).
При нулевых утечках (Яд=О) в осевом зазоре между диском и корпусом жидкость вращается с постоянной угловой скоростью (5! а) $ (6.6) Зависимость коэффициента с от са„= †"', Л н 1(е приведена на на рис. 6.5. Прн расчетах в качестве о следует принимать среднюю шнрппу осевого зазора. Используя соотношения (1.6) н (6.6), получим следующее выражение для распределения давления в зазоре прп нулевом расходе: да — р ! — а ри" ,2 за (6.7) где г = г/ге.
Рнс. ЗЛ. Графан расореде. ления давления при рааличннх числах Реанольдса: о~н ', о,ом; — =дд н -'. , ,а оо н~- 5 оюъ\ 1; с — к, -сч. нг: нс оа- ~ое "--и'=1 гс, °вЂ” йн-1л 1о о дп дод сМ дга игор,-р с до, При утечках, направленных от центра, угловая скорость жидкости возрастает с увеличением радиуса от нуля (принимаем, что в осевой зазор утечки поступают без закрутки) до угловой скорости, соответствующей закрутке потока на периферии зазора †"' . Пренебрегая влиянием величины утечек иа тт распределение давления (см. рис.
6.2), примем, что угловая скорость жидкости изменяется с и радиусом по квадратичной зависимости: (8 где Йт = 1(„/гт. Рнс. а.о. ГраФик заанснностн козффнкнента а от окружной скорости иа нернфернн осеаото зазора сзч, !ннрнны фу зазора 8 н числа Рейноаьлса йе с зт„(! — М„)з (! — Р )з (т — !сдт У, )( 1 6 — к,— ',"' ]. (6.8) Рна т Сравнение распределений давления, рассчитанных по формулам (2.14), (2.16), (6.7) н (6.8), с зкспернмеитальными данными показывает, что при обычных для высокооборотных насосов зазорах (У О,ОЗ-:0,1) н чистоте обработки поверхностей, при которой диски и стенку можно считать гладкими (~У7 — т76,) расчетные соотношения хорошо отражают действительную картину течения в осевом зазоре (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
