Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 6
Текст из файла (страница 6)
рактерный образованием об- <2,2 ратных токов у втулки на выходе, следует определять не по «<)„)т о, а ио «<)<)„в. Связь между этими величинами оп- йЮ Рсделяется формулой (1,14). 1!н рнс. 1.7 представлены за- = фт НИСНМОСТИ (<)<) В=В ОТ 1йрт;< вев ири двух значениях «д($<г, ~ йз Ср2тз ю кля разных втулочных отно<иений с«вт.
При увеличений уг- Рис. ! 7. Расчетные зависимости ла установки лопасти на вы- Расходного паРаметРа ен при ко- тором возникают обратные течах<>де внлоть до (я ()зн.иер 1 нии на выхоас у втулки виска. «(«з, „,р — — 45'), несмотРЯ на ОТ в И «и йза. вкг уменьшение <то, при кОТОРОм;ар„„„р-о,<: < корость у втулки равна О, величина (д<) е в резко возрастает, достигая значений <т< =3 нрн «вт=0,2. Это говорит о том, что у обычно применяемых шнеков переменного шага ())зз, вар~45') обратные токи на выходе нозннкают раньше, чем у шнеков постоянного шага, что, возможно, является нричнной„из.за которой шнеко-центробежные насосы со шнеками переменного шага обладают худшими ан<нкавнтациониыми качествами, чем со шнеками постоянного и<лги по первому критическому режиму.
«РИ рис. 1.8 представлены фотографии шнеков постоянного ЗЬ Ркс. Ка. Фотографии каиитакиоииих каверн в и«никах; и — «нкап 5-сопи. а — ппи«а — «,и вых колес с переменными диаметрами по длине может значительно снизить минимальный расход, при котором образуется обратное течение у втулки, Для колеса — '-' =.— сопя( из равенстс ва расходов следует: тенер ! 'ГГет, )1~ Г + «б««т где г р н г,„,р — наружные радпусы колеса на выходе и входе соответственно. Для шнека вер (гт = г)о— ,а пер 1 — сга„гя р 1 — «Г(ет 1Я Ргп, пеи Из последних выражений видно, что для уменьшения величин (сесар)е„=-в и (гут)е=р выгоднее не увеличивать диаметр втулки к выходу (колеса с конической втулкой), а при постоянной втулке — уменьшать наружный диаметр, так как в этом 3 случае (гг.,=г„) вместо —,.— ' =-1 будет — '"' = — "' < 1.
Необ- 3 «пер «Ь„ ходимую напорность колеса при этом можно сохранить за счет увеличения ()хс«кер. Такие колеса будут хорошо компоноваться 36 (а) и переменного (б) шага, работающие на режиме с кавитацией. У шнека Я=сонэ! кавитационные каверны образуются в области входных кромок, а у шнека с переменным шагом — в выходной части, т. е.
в области возникновения вихревых течений (расчет по формулам (1.12) и (1.14) показывает. что у данного шнека обратные токи должны возникнуть при с)г>!». С увеличением втулочного отношения значение коэффициента расхода (со,р),е =а и (с)о)а=о уменьшаемся. Применение осе- (! .35) гик как гз + 1 дз р втр центробежным колесом, у которого для повышения к. п. д. Кот величина выбирается значительно меныпей, чем рекоменауется для шнеков с хорошими антикавитационными качествами. :чгпт осуществлено в так называемых «ступенчатых» вставных ~иисках, применяемых в некоторых конструкциях насосов и покашиших хорошие результаты. Целесообразно определить область, в которой колесо сьвгтв -'сопз! можно использовать в качестве предиасоса. Коэффициент теоретического напора ф, колеса см,г=сопз! постоянен вдоль радиуса.
Будем считать, что коэффициент теоретического суммарного напора шнека равен ф, колеса св„г=сопз!. Если припять достаточно хорошо оправдавшую себя методику определения суммарного теоретического напора шнека 162) как напора, псчкчитанного для «эффективногор (расчетного) радиуса и предположении постоянства осевых составляющих скоростей и радиусу вм со=сонэ! (д=дч), то коэффициент суммарного г оретического напора шнека можно выразить через уч: 2 р тр 1 +Ивт ')з=.
". = — '. (1 — М 2 "1 р вер Тогда осевое колесо св,р =сонэ(, эквивалентное по напору п1иску, должно иметь коэффициент теоретического напора 2 (1 Фд !1 дставив последнее выражение в (1.26), получим 1 + ~вт ! + тТврт " (1 — !о) ~! — " (1 — 1)о) . 2 4тв 1!олученное уравнение позволяет определить режимы, при которых у втулки (Р=двт) коэффициент статического напора фр, 62 4ввт (чо)» -о = !— тт 3з вт (1,36) !.«ли шнек работает на расчетном режиме прн величине дч меньин й.
чем получается по формуле (1.36), то осевое колесо, эквишглсптное этому шнеку по напору, будет иметь отрицательный статический напор у втулки. На рис. !.9 даи график уравнения (1.36). Чем меньше втулочное отношение„тем при больипи дч, т. е. при меньших коэффициентах напора 1см. (1.351), и лечится отрицательный напор у осевого колеса, рзссчитаппого () 1Эш+ лет ср 2 (1 4О) I комрфнкнент нввевногв веассвнв мнека Рне. 1.!О. Напорные характеристика рассмотрим сначала режим крехвквюченнвгв шне«в: максимального к.
и, д. шнеков„-вдв ва--взч сч "ез; -- ного насоса Как показывают эксперименты, указанный режим соответствует значению параметра с)в = — :=0,65, где Яр— 9е объемный расход, при котором действительный напор шнека равен нулю, В результате исследований было найдено, что основным параметром, определяющим значение к. п, д. шнека на этом режиме, является коэффициент диаметра шнека Ао„.' 1/ —. Ь,р — толщина лопасти шнека на среднем диаметре; (З,,р, — угол установки лопаток шнека с эквивалентной решеткой пластин на среднем диаметре, для малых углов 5, срв Р.г гр',Юг,ггг-сг ( —,) ~ еа,р) 1 сгв 4 зэ (1.43) Приведем уравнение (1,38) к другому виду — "' =.4 (! д) (! 44) в свс г(в = 0 25 ' Ор (1.45) На рис.
1.10 представлены рассчитанные по формуле (1.44) и экспериментальные характеристики теоретического напора одного нз испытанных предвключенных шнеков. Видно, что сходнмость опыта с расчетом вполне удовлетворительная. Подобные результаты были получены при испытаниях и других шиеко- Ю вых колес. ! !и рнс. 1.! 1 приведена экспериментальная зависимость 1 цм кмэ от параметра —,, полученная в результате испытаний хз рн гли шых шнековых насосов. Из рнс. !.11 видно, что в области шипений К = б . тД[ — э — =ОА6 1О-с . 0237.!о-'[, 'эш п.юбилее характерных для насосов, обладающих высокими нитпкавитацпоинымн свойствами, экономичность шнековых насо- Рн 1.11.
График зависим ~ эк экономичности шнешшам насосов от коэффн- н~ ннснта диаметра шнека .мт аа э и находится в пределах 0,55 — 0,4. С уменьшением значений ( А'»„, до 4 — 4,5( — „= 1,56 10 — -" . 1,1 10-а экономичность кт ипюковых насосов существенно возрастает и может достигать 11,7 -0,8. Следует отметить, что у низкооборотных яромышленпых осевых насосов, имекнцнх профилировку проточной части ии закону ганг=сонэ!, максимальные значения к. п.
д. при этих А'~ „, могут достигать 0,8 — 0,9 [32[. Таким образом, к. п. д. шнековых насосов с малыми значениями коэффициентов Ко несущественно ниже экономичности примьипленных стационарных осевых насосов. Низкие же знак пик к. п. д, шнеков, применяемых в шнеко-центробежных на«к нх, объясняются главным образом большими величинами А'»„с которые обусловлены необходимостью получения у них ша икпх антикавитацнопных свойств.
1!з рис. !.11 следует, что экспериментальные точки имеют ~ риипительно большой разброс относительно осредняюшей ариной. Это можно объяснить тем, что, как показали эксперпи »~14, на к. и. д. шнека, кроме параметра Кв, оказывает нчшп1ис изменение и других параметров, главными нз которых 41 являются густота решетки шнека т н угол изогнутости лопаток йрх =()ьт — йтл. Оказалось, что с ростом указанных параметров экономичность шнеков существенно уменьшается.
В результате обработки экспериментальных данных прн работе шнеков иа обычных невязких жидкостях (Ке = (О,б —:1,5) 1О') была получена зависимость для расчета экономичности шнековых насосов в следующем виде; где Ь() — угол изогнутости профиля в градусах на среднем диаметре шнека; (Кэ )„— коэффициент диаметра шнека на режиме т)ш шла Указанная зависимость пригодна для расчета экономичности шнеков в следующем диапазоне изменения параметров: 4< 7(р .-,.' 10; О= й()з 7 46,5'-'; 2 < тстав.,- 4,7; тот = 5 —: 1О'..
Расчет завнсимостий =(( — ) илн т1,„- — ((до) прн нзвестг !7 и т ном значении т)шошк можно рекомендовать по формуле т)а = т1штьх !Р (Оо) (! .48) о) 0,05 0,1 0.45 0,5 О.!5 0,2 О,З е(4.) О 0,94 0,52 0,19 О,З 0,42 0,54 0,81 0,72 Продолжение табл. !.1 0,85 0,9 ет 0,65 0,7 0,75 0,8 0,95 1.0 олв ( 1,0 0,98 0,92 0,85 0,72 0.57 1(чь) 0,36 0 полученной в результате анализа испытаний нескольких шнеко- вых насосов. Лейетннтельнмй напор шнека На основании анализа зависимостей для теоретического напора шнека и для гидравлических потерь в шнековом колесе Значение функции р(до) рекомендуется брать по таблице 1.1, Таблнна Д! ч окно записать уравнение для действительного напора шнека в шпн !36, 62!: — =А, +В,д,+К,4-,.
(1.49) (пд!аделин значения напоров шнека в трех характерных точках: ю),=1, оюлл 0 и значении т„при котором к. п, д. шнека шл тигает максимального значения. Режим дюлл( характеризуется тем, что на всех радиусах ннн ка угол натекання потока равен углу установки лопаток ннинюа с эквивалентной решеткой пластин. Отсюда следует, что иа указанном режиме работы напор шнека отрицательный н равен гидравлическим потерям иа трение, которые можно шд» делить ло формуле л л.ср Ю Е л Л вЂ” ' —.—, !э„ (1.50) юдг Ьл с» — длина лопатки на среднем диаметре; Лл — гидравлический диаметр 4 .
«л . асср . л(ал+ а р! (1 5!) сьр †шири межлопаточного канала на среднем диаметре юю рл.ср.л ас„= ' ' З!Прж. (1.52) чн, ю юлю = Ьлюсрю !! работе !35! коэффициент сопротивления трения Л принимается в пределах 0,04 — 0,05. Испытания шнековых насосов с большой 1тстотой решетки (тср=3 —:6) показали, что напоры шнека, рас1чнтаиные по методике !351 в области больших расходов были существенно ниже экспериментальных. Укаэанное в значнтельи й степени объясняется эавышеннымн расчетными значениями коэффициента сопротивления трения прн дл=!. Прямые измерении напора шнека на режимах д„близких к 1, показали, что льгнериментальные значения Л находятся в диапазоне 0,01!— Н,0155, что хорошо соответствует расчетным значениям для ~ лидкой трубы по формуле Блаэнуса для йе -8.10'.
Л= (! 5 ) тлйе н„— относительная скорость в межлопаточном канале шнека на режиме <сн;ю н по формуле Германа для Йе ~ 2 10': Х = 0,0054 + 0,396 Ре ' ', (1.55) где Йе «аФ« (1.56) С учетом зависимости (1.50) уравнение действительного напора шнека при д,=1 может быть записано в виде Н~ "л.«е ай — = — Х вЂ” ' и« О«2- ел (1.57) где Х рассчитывается по формулам (1.54 — 1.56) или для приближенных расчетов принимается равным О,ОИ. Он, а Учитывая, что и«, = „.. ', а также выражение (1.39), ~«т«п ««.«Р.э после несложных преобразований уравнение (1.57) можно представить в окончательном виде †".
= — 0,0625 .)9,',х †" " (' '") лв« где д„= —" — втулочиое отношение. ««ш (!.58) Определим теперь напор шнека при нулевом расходе, т, е. при д~=О. Формулу для напора при «),=О можно записать в виде [36, 62[: — =-- а«.),'„ (1.59) щВ где а — коэффициент, который по данным работ [35, 36, 62) равен постоянной величине. Проведенные исследования показали, что коэффициент а для шиековых насосов зависит от относительного радиального зазора между шнеком н корпусом насоса 6, = ' Таким обраОш зом, указанный коэффициент должен учитывать не только потери иа удар, как это предполагается в работе [35), но и концевые потери, которые увеличиваются с уменьшением производительности насоса, На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
