Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Р
азделив уравнение (10) на u_п², получим

Для насосов с геометрически подобными подводами и шнеками (подобие насосов по входу), как это видно из выражений (8) и(11), на кинематически подобных режимах существует равенство отношений р_срв^/u_п².

Формула (11) показывает, что для улучшения антикавитационных качеств насоса следует уменьшать неравномерность поля скоростей на входе в шнек и добиваться наименьших потерь в отводе.

4)Кавитационный коэффициент быстроходности

В
ыражение р_1срв=_1срв(₁²/2) преобразуем к виду

В
ыразим скорости u_п и с_1z через основные параметры насоса  объемный расход и частоту вращения:

г
де D_ээквивалентный диаметр входа в шнек:

У
множим и разделим правую часть уравнения (12) на отношение скоростей (с_1z/u_п)^⅔ и используем выражения (13) и (14) и сгруппируем члены. Тогда получим

П
равая часть уравнения (15) для геометрически подобных по входу шнекоцентробежных насосов на кинематически подобных режимах является константой; тогда комплекс параметров в левой части уравнения будет являться критерием подобия, с помощью которого оценивают антикавитационные качества насосов. Обозначим его С^':

В виде, предложенном С. С. Рудневым, критерий антикавитационных качеств насоса записывается, например для срывного режима так:

Критерий С_срв называют кавитационным коэффициентом быстроходности.

В технической системе единиц численно равная для С_срв величина записывается так:

Вопрос №9.

Осевые насосы.

Осевые насосы, как правило, обладают малым напором в одной ступени. Но способны перекачивать большие расходы. В основном они применяются в качестве преднасосов. В отдельных случаях осевой насос может быть использован и в качестве самостоятельного подкачивающего насоса, устанавливаемого непосредственно в баке или вблизи бака. Он имеет автономный привод и называется бустерным насосом.

При использовании водорода в качестве горючего требуется перекачивать большие объемные расходы даже при сравнительно малых массовых расходах. Для этой цели могут быть использованы многоступенчатые осевые насосы.

В общем случае устройство насоса состоит из подвода и направляющего аппарата. Подвод входной патрубок, конструктивно выполняемый аналогично подводам центробежного насоса. Направляющий аппарат представляет собой лопаточную решетку, обеспечивающую заданное направление скорости на входе в рабочее колесо. Направляющий аппарат на входе может и отсутствовать.

Осевой насос для повышения антикавитационных качеств также может иметь ступень с высокими антикавитационными качествами, в частности, шнек. В этом случае шнековое колесо будет колесом первой ступени осевого насоса.

В случае многоступенчатого насоса роль направляющего аппарата на входе в рабочее колесо играет выходной спрямляющий аппарат предыдущей ступени.

Рабочее колесо представляет собой решетку лопаток, укрепленную на вращающемся валу. В рабочем колесе к жидкости подводится энергия. На выходе из рабочего колеса ставится лопастная решетка, в которой скоростная энергия частично преобразуется в давление.

Осевой насос может не иметь специального отвода. После спрямления потока в лопаточной диффузорной решетке поток из корпуса насоса может переходить непосредственно в трубопровод или в следующую ступень.

В отдельных случаях, если поток имеет большую скорость(большую скорость), которую трудно преобразовать в энергию давления в осевой лопаточной решетке с малыми потерями, могут быть использованы отводящие устройства в виде спирального сборника и конического диффузора, как у шнекоцентробежного насоса.

Можно построить изменение характеристики насосов с различными расходными параметрами q_р для расчетного режима. Линии q_р>0,4 пойдут круче, что характерно для осевых насосов. Для этих насосов характерно резкое увеличение напора при уменьшении расхода по сравнению с расчетным и резкое падение напора при увеличении расхода.

Перегиб кривой напора в левой части характеристики характерен для осевых насосов и компрессоров и объясняется возникновением на этих режимах вихревых зон.

Мощность осевых насосов резко возрастает при уменьшении расхода. Это связано с появлением отрывных вихревых зон и затратой мощности на “гидравлическое торможение”.

Зная напорную характеристику шнекового осевого насоса, можно оценить параметры шнекового насоса в случае его применения в качестве самостоятельного бустерного насоса.

При совместной работе шнека с центробежным колесом(шнекоцентробежный насос) центробежное колесо влияет на работу стоящей перед ним ступени, поэтому характеристики изолированного шнекового насоса будут отличаться от характеристик шнека при его совместной работе с центробежным колесом. Шнековые насосы, применяемые в ЖРД, имеют большую густоту решетки. Поэтому влиянием конечного числа лопаток можно пренебречь, т.е. можно принять Н_т=Н_т∞.

Вопрос №11

Совместная работа шнека с центробежным колесом.

Согласование параметров шнека и центробежного колеса.

Исследования показывают, что антикавитационные качества шнекоцентробежного насоса будут определяться шнеком, если на режиме кавитационного срыва шнека создаваемый им напор достаточен для бессрывной работы центробежного колеса. Другими словами, шнекоцентробежный насос надо проектировать так, чтобы кавитационный срыв шнека происходил нескольно раньше, чем срыв центробежного колеса, или одновременно с ним.

Условие одновременного срыва записывается как равенство полного давления на выходе из шнека на срывном режиме полному давлению срыва центробежного колеса для наиболее опасных в кавитационном отношении сечений шнека и колеса. Такими сечениями для шнека и колеса являются сечения с наибольшей скоростью натекания потока, т.е. наружный диаметр шнека и периферийный диаметр входных кромок лопаток колеса.

П
римем, что струйка, покидающая шнек на диаметре D_ш, поступает в колесо на диаметр D₁^. Тогда условие одновременности срыва получим из равенства полных энергий единиц массы жидкости на выходе из шнека и на входе в колесо:

где Н_ш.пнапор периферийной решетки шнека: р_п1 и р_п1ц  соответственно давления паров жидкости на входе в шнек и на входе в центробежное колесо.

В общем случае давления р_п1 и р_п1ц не равны, так как температура на входе в центробежное колесо выше, чем на входе в шнекиз-за подогрева жидкости утечками, поступающими на вход в колесо, и подогрева вследствие потерь в шнеке.

П
ри работе насоса на рсчетном режиме различием давлений упругости паров можно пренебречь. В этом случае уравнение (1) запишется так:

Р
азделим уравнение (2) на u_п²:

_1ц и с_1цскорости периферийном диаметре D₁^ входных кромок центробежного колеса; _срв.цкоэффициент кавитации центробежного колеса на срывном режиме.

У
равнение (3) является уравнением совместной работы шнека и центробежного колеса. Преобразуем уравнение (3). Из треугольника скоростей на входе в центробежное колесо можно записать:

П
ри допущении, что потери в пространстве между шнеком и колесом отсутствуют, течение будет подчиняться закону с_ur=const; тогда

где с_2uпзакрутка потока на выходе из шнека на периферии.

П
ринимая, что осевая скорость на выходе из шнека с_2z (c_2z=c_1z) и меридиональная скорость на входе в центробежное колесо с_1тц неизменны по радиусу, получим

К
оэффициент кавитации центробежного колеса можно записать в виде:

где толщина входной кромки лопатки центробежного колеса; ₀толщина лопатки на расстоянии 25 мм от входной кромки.

Формула (7) получена для случая отсутствия закрутки на входе в центробежное колесо, но опытные данные позволяют заключить, что она может быть использована и при наличии закрутки.

Напор шнека Н_ш.п можно выразить следующим образом:

г
де _г.ш.п  гидравлический КПД периферийной решетки шнека.

П
одставив выражения (4), (5) и (6) в уравнение (3), получим

г
де _срв.ц после подстановки выражений (5) и (6) в (7) можно представить следующей формулой:

В уравнении (9) величина р_1срв^/u_п²,как правило, известна из кавитационного расчета шнекоцентробежного насоса. Из уравнения (9) можно найти ту закрутку с_2uп на периферийном диаметре шнека, при которой обеспечивается одновременность кавитационного срыва центробежного колеса и шнека. Эта закрутка определяет с_2uп определяет потребный напор шнека.

Так как закрутка с_2uп входит ив левую, и в правую части уравнения (9), то оно решается графически. Из графика определяем, что уравнению могут удовлетворять два значения с_2uп/u_п  большее или меньшее. Нас интересует меньшее значение с_2uп/u_п, так как ему соответствует меньший напор шнека.

П
о относительной закрутке можно определить угол лопатки шнека на периферии:

Ш
аг шнека на выходе определится по формуле:

На потребный напор шнека и величину шага s₂ влияют соотношение площадей выхода из шнека и входа на лопатки колеса () и соотношение диаметров шнека и входа на лопатки центробежного колеса D₁^/D_ш.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)