Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 5
Текст из файла (страница 5)
гл. И1), так и профилирование всего лопаточного венца, определяющее распределение выходных <шраметров. Сравним выходные нарах<етрь< осевых колес, у которых лопатки сир <филированы по радиусу по разным законам. Именно распре<<слепне выходных параметров ~реднасоса обеспечивает работу бескавптацпонного срыва центробежного колеса.
В общем случае тип осевого колеса определяется законом распределения циркуляции с„г по радиусу, от чего зависит изменение вдоль радиуса теоретического напора, степени реактивности, осевых скоростей и т. д, У шнека, как следует нз (!.5) и откуда А . Нери г де е"+ Подставив полученные выражения в (1.7) и считая (.,р=О, дем иметь: сз,е(сэ, = (и — 1) Я ~ —,, Х у А ер ,2 +е л Решение этого уравнения для лчьО будет сам А l л — ! А — — ! — —. ) юеегэ -1- К, (1.20) 3 ере"+е ~, 2л е "+' ) Комплекс А/счг"+' является текущим коэффициентом теорет.ческого напора.
Действптельно, подставив (1.19) в комплекс, получим: (1.21) ~л+~ е' С учетом сказанного, уравнение (120) можно записать в виде еге " ее — ! — х рэ. Н 1 )у1ыегэ.! л е~ з т~ (1.22) Фее = Фе(1 — —,-е ). (1.20) Аналитическое определение постоянной интегрирования Л в об- щем виде вызывает большие математические трудности. Л ито- ну будем рассматривать только два частных случая профилиро- вания лопаток осевого колеса л 1 и и= — 1, лля которых из (1.21) н (!.22) следует: !) и =- 1, с„г --= сопз(, Й, = —,, гэ, = сопз(; !!.23) (ее 2) и= — 1, ~— -" =-. сопз(, Й, = — = сопз(, сгм = Й,(1 — Н,)еаега+)х.
ее (1,241 В первом случае коэффициент текущего теоретического на- пора возрастает с уменьшением радиуса при постоянной вели- чине осевой скорости см вдоль радиуса. Во втором — коэффици- ент Не постоянен, а скорость см уменьшается с уменьшением радиуса прн Й, "1. Если И, 1, то у колеса — '" =сопз1 также см сопз1, У колеса сшг=сопз1, как известно, поток потепциален, вследствие чего оно обладает высоким к. п.д.
(0,9 — 0,93). При постоянном втулочиом отношении с! см сьр поэтому нз (! А). (!.! 3) и (1.23), следует — — =- сопз1; (1.25) Ье' пер Коэффициент статического напора у колеса сарг сопи( уменьшается с уменьшением радиуса и может стать отрицатель- ным, как следует из (!.26), при ф,>23~~, В этом случае ста- тическое давление у втулки будет меньше статического.давле- ния перед колесом. Использование такого колеса в качестве предиасоса нецелесообразно, так как у него возможно возник- новение кавитации и газовыделения на выходе у втулки, при давлениях иа входе в шнек р„>р,с„р. Нарушение потенциаль- ности течения ухудшит к. и. д.
колеса. Следовательно, приме- нение осевого колеса ср г сопз! для повышения антикавитаци- ониых качеств центробежного насоса ограничено условием Фг<2ат», Рассмотрим подробнее колесо — '"" =- сопз1. Течение за г колесами — "-" =- сопз1 рассматривается в работах !57) и 1281 г В первой работе предполагается, что поток перед колесом имеет закрутку, подчиняющуюся также закону — '" = сопз1. Во второй— г закрутка перед колесом такова, что обеспечивает постоянную удельную работу в каждом цилиндрическом сечении колеса.
В рассматриваемом нами случае закрутка потока перед колесом отсутствует, что соответствует условиям работы преднасоса. Постоянную интегрирования К в уравнении (!.24), которая определяет режим работы колеса по расходу, следовало бы най- ти нз условия (1.19), но после интегрирования (1.19) получа- ется выражение, в котором г( присутствует в неявной форме.
Поэтому в дальнейшем для случая и= †! режим работы колеса по расходу будем определять, как это принято для осевых тур- бомашин, с помощью коэффициента скорости смср, рассчитан- ного по скоРости на сРеднем РадпУсе г„= г„„, тг 0,6(1 1 Д'„), которую считаем заданной »»ср мгср ' Введя понятие текущего коэффициента осевой скорости с»» с„=— »»г и найдя постоянную г( в уравнении (1.24) нз условия ср» — — сз»ср и Нс — — Н» ср — —. сопз1 при г = получим »2х 4ср 2 2 1+'"'-+ Й,(1 й,) 2г» 2»Ч 1 32, (1.27) Выражение для коэффициента теоретического напора у колеса — '" =. Сонэ! г (1.28) При законе — -" = сопз! «оэффипиент теоретического напора тР, г и осевая составлявшая скорости с.г (1,27) падают с уменьшением радиуса, причем с„.,, а следовательно, и с»: могут стать равными нулю. Определим условия, при которы« с»,=0 у втулки.
Для этого в уравнение (!.27) подставим си=0 и т«=Н„, после чего полу- чим 2» ~акре 'т (1,29) (индекс «О» Озиа гает условие г'=-0 у втулки). Для этого случая уравнение (!.27» запишется в виде: — = Н,(1 — 0,) 2 гт Следует отметить, что уравнения, полученные для СОПЗ(, ИМЕЮТ СМЫСЛ ТОЛЬКО ЛЛЯ гв р~~гэгррр Та« КаК ТОЛЬКО при этом условии по (!.27) всегда ггэ, =-О. Еслт! ст ~р<см«вв то у втулки должно Образоваться обратное течение, для которого решение уравнения радиального равновесия недействительно. Подставим в выражение согр = -— (! 31) (! — ~)„г) р' 0,5(! + г»„ч) 11З ГОСЛ дит:ГО ИНТСГ!таЛа НСКЛЮ !ИТЬ Срггр уда~тся только ЛЛК случая с;,„=с т р«(гз ==си», 'смк»=0).
Подставляя (1.30» в получится иэ (1.4) и (1.27): т», =- Й„г'. условие (1,9), тогда получим р тг 2п ( с;гдг "вт С гтг1 ! ~ сэ.гт(г. (1.32) (! 32) и произведя интегрирование, получим вт (1.33) 11ри условии сгтвр=сытрв и се счтвр выражение для козффишн пта статического напора запишется в виде: Ч>в =. — Й~~гв+ А,Й (1 — Й,), (1.34) г!ш 4+ 32~, 9'! — Пвчт З "'- Л т Сравним между собой параметры потока за шнеком и осев н! ° мн колесаыи с те=сонэ! и — ' =: соп51, и!чп одинаковом коэффи Г пя огс теоретического статического напора ф„на периферии !), т.
е. будем полагать, что в наиболее опасном, в кавиьппншном отношении, сечении центробежного колеса (максим ~ ~пиля относительная скорость) все колеса развивают одиналавлепне. Для определения диапазона величии врв, возьв ш основу шнек, как осевое колесо, применяющееся в на° »шцс время в качестве преднасоса, пределы изменения кон- ! ~ ь пивных параметров которого известны нз опыта создания псптРобсжных насосов. РаспРеделение чРт и вРв, по Радиасчптанное по формулам (1.15) н (1,16) для некоторых опй Щва и Ф„, представлено на рис. 1.4, 1 5 и ! 6. Тзм пв кривые для колеса ст г=сопз1, рассччт-нные по фор- 3! Из уравнения (1.34) видно, что коэффициент статического напора также, как и у колеса сввг=сопз(, уменьшается ко втул- ке, по ни при каких условиях не будет равен О. Поэтому мялзроятно, что у колес, спрофилпрованных по закону — "=сопз1, ьиннтацня на выходе у втулки может возникнуть раньше, чем у ныгдпых кромок.
Следовательно, антикавнтацпонные качества этих колес бу- дуг определяться только характером течения во входной части П(т тв ыцн са. Иетрудпо определить пз условия = — == О, что максиьн, члльная величина коэффициента статического напора у втулки 1о"и т при мулам (1.25) и(1,26), а также для колеса — '"' =- соне!, рассчитан- ные по формулам (1,28) и (1,34) при Н,=о, „». аг» а»0 а,ю 4ю ~)т цг а» аа л ч» 47 ~8 а! фМ~ Щ !ет ~)а ~)а л Ц2 ча че чт и й Рнс, !.4.
Расчетные еависниостн ~р, я ~рчт от рахиуса аан трех тинов осе- вых яохес ярн !яре . »=О,07: а — Нет О.б; Š— йат=с.еа; 3 — анен; 2 — с н- сопи: а — снам а ЙМ Из сравнения кривых на рис. 1.4, 1.5, 1.6 следует, что при малых углах р ане» (см. рнс. !.4) шнек и колесо с„г сопи! при- и Ри ~ одинаковы по величине к характеру распределения ер, и У колеса — "=сонэ! коэффициент статического напора у м ! лиц выше, чем у шнека и колеса се„г=сопз!. Я7 йю г(т дг !!а л ~ю ~т х(г Фю Ф $Ь д 42 де 46 08 р ' 02 во иа ОВ л о,! !ч !д.
Рвсчвтиые зависимости ер, и $„от радиуса ддя трех тинов осевых колес шри !Иреднев=О,З; еи н — Ивт 0.6; 6 — Иет О,М: ! — шнек; 2 е н сони; 8 — еаим ен е !!Ри Щелиер=0,3 (зто наибольшее значение, которое прим»и ~си для шнеков постоянного шага) ири малых втулочных ~и ни иних (0„=0,25) статический напор у втулки колеса иги! становится отрицательным, что делает невозможным и!~им н~ иии его и качестве преднасоса (см.
рнс. 1.51. Колесо О,? 0,з 0 00 0,7 00 0,1 а) егсг 4з 4о 4е 4Б и 42 4о 4Б 40 л Рис. 1.6. Расчетные зависимости Чг, и гр„от равиуса ала трех осевых ко- лес при еиР»»„р 1,О: гк« ~ — а»к=а,а; а — «в«=а.ве; l — шнек; 2 с, г ссай; а — го»кг Вг''г У шнеков переменного шага, когда величина Щат»ер может доходить до 1, распределение параметров потока по радиусу по своему характеру приближается к структуре потока за колесом с™ =сопз1 (свь рис. 1.6). Все же коэффициент статнчег ского напора у втулки у колеса са,/г выше, чем у шпека.
По этому признаку применение этих колес в качестве преднасоса желательно. Однако следует иметь в виду, что обратные токи са« у втулки за колесами —" =сопз1 возникают при значительно — = сопз1 создает более равномерное поле статических напо/ ров, чем шнек, причем абсолютная величина коэффициента статического напора фс, у втулки намного выше, чем у шнека, бил<с высоких коэффициентах расхода со,р, чем за шнеками. !1Рнчем эти величины значительно нревышают коэффициент расхода с<„р —— 0,08 —;0,1, при котором нреднасосы обладают наилучшими аитикавитацнонными качествами. Это является существенным недостатком этих колес, так как вихревые области в потоке, образующиеся в зоне обратных те<м пий у втулки, являются местом скоплениЯ паРовых и (т 2 особенно газовых пузырьков, приводящих к снижению напора.
<гак =<)2 Шнеки больших углов («згс«ср должны быть обязапльно цеременного шага, во избежание слишком больших <)о углов атаки иа входе. режим работы шнека должен онреде- Щ литься параметрами <)< 1, так как при <)<>1 поток будет об- ~ф «кать входные кромки с отрицательным углом атаки. Пор<ему режим по расходу, ха.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
