Основное уравнение центробежного насоса кратко

Обновлено: 07.07.2024

Поршневые насосы по праву можно считать самыми первыми насосами, изобретенными человеком. Свое развитие они получили с началом промышленной революции и появления паровых машин. С течением времени постепенно возникали новые конструкции и модели насосов, но именно поршневые были наиболее распространены в мировом производстве. Но с развитием технологий в теперешних реалиях они уступили главенствующую роль насосам центробежным – насосам не только другой конструкции, а и иного принципа работы.

Как уже было указано ранее, основная классификация насосов идет по типу рабочей камеры – они делятся на объемные и динамические. У динамических насосов объем рабочего пространства неизменен, в них движение воды происходит по гидродинамическому принципу. В результате вращения рабочего колеса внутри рабочей камеры насоса кинетическая энергия от рабочего колеса передается перекачиваемому потоку жидкости, которая в последующих элементах (направляющем аппарате, спирали, диффузоре) преобразуется в потенциальную энергию (энергию давления). Таким образом и создается необходимый напор.

лопастные – в них главным рабочим органом является колесо с лопастями;
вихревые (преобразуют механическую энергию в потенциальную энергию потока жидкости, не за счет центробежных сил от колеса с лопатками, а в процессе вихревого образования в рабочем пространстве насоса);
струйные (в них рабочим органом служит вспомогательная жидкость, пар или газ, за счет передачи кинетической энергии от которых происходит перемещение рабочей жидкости);

центробежные (насосы, которые работают на принципе преобразования механической энергии вала двигателя в потенциальную энергию потока жидкости под действием центробежной силы, возникающей при воздействии лопаток рабочего колеса на жидкую среду);
осевые (рабочая жидкость (газ) в них движется по оси вращения рабочего колеса пропеллерного вида);
радиальные (в них рабочим органом является конструктивно установленное радиальное колесо).

Устройство центробежного насоса Устройство центробежного насоса: 1 — корпус насоса; 2 — фланцы всасывающего и нагнетательного патрубков; 3 — корпус электродвигателя; 4 — рабочее колесо; 5 — вал; 6 — торцевое уплотнение вала; 7 — подшипники скольжения; 8 — крыльчатка охлаждения двигателя; 9 — статор

Основными узлами центробежного насоса в самом простом исполнении являются стальной или чугунный корпус, по форме немного напоминающий улитку, расположенный внутри него вал и рабочее колесо, закрепленное на этом валу. Вращение от вала колесу передается посредством шпонки. Рабочее колесо, изготовленное из полимерных материалов, состоит из двух дисков и нескольких закрепленных между ними лопаток. Лопатки имеют изогнутую форму и развернуты выпуклой стороной по направлению вращения.

В опорных узлах вала рабочего колеса установлены подшипники скольжения. Хвостовик вала выходит из корпуса и связывается посредством муфты с ротором электродвигателя, выступающего в качестве привода. Отверстие в корпусе насоса, через которое проходит хвостовик вала, имеет уплотнение, предотвращающее утечки рабочей жидкости. Раньше в качестве уплотнения выступала сальниковая набивка, теперь же лучше выбирать модели насосов с торцевым уплотнением, которое является более надежным и может сохранять герметичность корпуса насоса даже при смещении вала или вибрациях.

Принцип работы центробежного насоса

После запуска электродвигателя вал насоса начинает вращаться. Лопатки установленного на валу колеса заставляют вращаться и находящуюся в рабочей камере насоса жидкость. Как только жидкость начинает двигаться по кругу, она подвергается воздействию центробежной силы, которая направлена от центра. Это приводит к тому, что в центральной части рабочего колеса создается разрежение, а на периферии повышается давление. При повышении давления жидкость с периферии рабочего колеса поступает в изогнутый кверху нагнетательный патрубок. Вследствие этого на выходе всасывающего патрубка центробежного насоса образуется разрежение, под действием которого происходит поступление жидкости в насос из всасывающего трубопровода. Таким образом, будет осуществляться непрерывная подача рабочей жидкости насосом из всасывающего в нагнетательный трубопровод. Движение жидкости в центробежном насосе

Центробежным называют насос, в котором энергия от рабочего колеса жидкости передается путем динамического взаимодействия лопастей с обтекающей их жидкостью, в результате этого взаимодействия жидкость движется от центра к периферии.

Центробежный насос - гидравлическая машина динамического типа, движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции.

Принцип работы центробежного насоса

Схема центробежного насоса показана на рисунке.

При вращении рабочего колеса, лопатки воздействуют на жидкость, передавай ей энергию, в результате действия центробежной силы жидкость перемещается ее от центра к периферии колеса. В центральной части колеса создается разряжение, и туда поступает жидкость из всасывающего патрубка.

Жидкость с периферии рабочего колеса поступает в спиральный отвод, а затем в диффузор, где часть скоростного напора преобразовывается в статический.

Рабочее колесо центробежного насоса

Основными элементами рабочего колеса являются:

обод
обтекатель
ступица
лопатки
ведущий диск

Рабочее колесо имеет 5 - 8 лопаток, толщина которых назначается конструктивно. Лопатки, как правило, изогнуты в сторону, противоположную направлению вращения колеса.

Типы рабочих колес

Различают три типа рабочих колес:

Самым распространенными являются колеса закрытого типа. Колеса этого типа состоят из ведущего диска, обода, лопаток и обладают самым высоким КПД.

В колесах полузакрытого (полуоткрытого) типа обод отсутствует. Это позволяет избежать засорения колеса, повышает надежность насоса. Однако отсутствие обода отрицательно сказывается на КПД насоса, и снижает прочность колеса.

В колесах открытого типа диск и обод отсутствуют, а ведущий вал соединяется непосредственно с лопастями. Большие зазоры между лопастями позволяют перекачивать жидкости с крупными включениями. КПД насосов с открытым рабочим колесом не превышает 40%, по этой причине такие колеса практически не встречаются в составе современных насосов.

Расчет подачи и напора центробежного насоса

Напор насоса определяется как разница между полным напором на всасывании насоса и полным напором в линии нагнетания, согласно уравнению Бернулли, напор насоса можно определить используя зависимость.

где z - геометрическая высота (в - всасывания, н - нагнетания)
p - давление
v - скорость
ρ - плотность жидкости
g - ускорение свободного падения

Подачей центробежного насоса называют расход жидкости через напорный патрубок.

Зависимость напора насоса от подачи называют основной характеристикой насоса.

Многоступенчатые центробежные насосы

Для увеличения напора используют многоступенчатые насосы, в которых жидкость от рабочего колеса поступает не в напорный патрубок, а в центральную часть следующего рабочего колеса, которое вновь передает энергию рабочей жидкости, что позволяет увеличить напор.

Таких ступеней может быть несколько.

Принципиальная схема центробежного насоса показана на рисунке.

Применение центробежных насосов

Центробежные насосы применяют для подачи жидкости в системах водоснабжения, водоотведения в системах канализации, транспортировки нефти, для осуществления циркуляции теплоносителя в системах отопления и охлаждения, для перекачивания жидкости в пищевой промышленности.

Для вывода основного уравнения центробежного насоса рассмотрим схему движения жидкости в межлопаточном пространстве (рис. 16.2), при этом величины, относящиеся к входу на лопатку (точка 1 на рис. 16.2), будем обозначать с индексом 1, а относящиеся к выходу (точка 2 на рис. 16.2), – с индексом 2. Например, радиус на входе колеса обозначен символом R₁, а радиус на выходе – R₂ (R₂ = D/2).

Движение жидкости в межлопаточных каналах вращающегося колеса (от точки 1 к точке 2) является сложным. Его можно рассматривать как результат сложения двух движений: вращения вместе с колесом с угловой скоростью ω и перемещения относительно лопатки колеса. Поэтому в любой точке внутри колеса вектор абсолютной скорости v является суммой двух векторов: окружной скорости U и относительной скорости W качестве примера на рис. 16.2 показаны векторы скоростей на выходе с рабочего колеса (в точке 2), поэтому они обозначены с индексами 2.

На схеме также указаны углы между векторами скоростей. Причем следует иметь в виду, что угол α₂ между векторами скоростей v₂ и U₂ является величиной, изменяющейся в процессе работы насоса, а угол β₂ между векторами скоростей W₂ и U₂ – величина постоянная для данного насоса, так как он одновременно является углом между касательной к лопатке и касательной к окружности колеса. Поэтому угол β₂ – одна из важных геометрических характеристик рабочего колеса, а следовательно, и насоса.

для анализа различных аспектов работы центробежного насоса, кроме указанных скоростей, используют проекцию абсолютной скорости v₂ на направление окружной скорости U₂. Эта величина обозначена на рис. 16.2 вектором v₂_U. Также используют и проекцию абсолютной скорости v₂ на направление радиуса. Эта величина обозначена на рис. 16.2 вектором v₂_R.

Для вывода основного уравнения центробежного насоса сделаем следующие допущения.

1. Число лопаток бесконечно велико и они имеют бесконечно малую толщину, т.е. в межлопаточном пространстве существует струйное течение и форма всех струй совершенно одинакова, так как каждая струйка движется между двух лопаток.

2. В насосе отсутствуют все виды потерь энергии, т.е. его коэффициент полезного действия равен единице (η = 1).

На основании второго допущения приравняем потребляемую мощность насоса N_потр, равную произведению вращающего момента насоса М и его угловой скорости ω, к полезной мощности N_под пропорциональной произведению подачи насоса и его теоретического напора Н_{т ∞} (Н_{т ∞} – теоретический напор идеального насоса с бесконечным числом лопаток):

Второй математической зависимостью, используемой для вывода, является закон сохранения количества движения, записанный для вращательного движения, т.е. изменение импульса момента (Мt) равно изменению момента количества движения рабочей жидкости за время t.

Момент количества движения равен произведению вектора количества движения и радиуса. Например, если в точке 2 (рис. 16.3) находится частица жидкости массой т₀ с абсолютной скоростью v₂ то ее момент количества движения может быть вычислен по формуле

так как из геометрических соотношений следует (см. рис. 16.3).

Изменение момента количества движения найдем с учетом того, что за время t жидкость массой m уходит с рабочего колеса со скоростью v₂ и такое же количество жидкости массой m поступает в межлопаточное пространство колеса, но уже со скоростью v₁.

В последней зависимости отношение массы m к времени t представляет собой массовую подачу насоса Q_m = Qρ, следовательно:

Необходимо отметить, что эта зависимость справедлива не только для центробежного, но и для других лопастных насосов. Аналогичную зависимость можно получить и для лопастного гидродвигателя (гидротурбины), если учесть, что в нем момент количества движения жидкости уменьшается.

Следует иметь в виду, что у большинства центробежных насосов жидкость подводится к рабочему колесу без предварительной закрутки и вступает в межлопаточные каналы, двигаясь радиально (см. рис. 16.3). Это значит, что угол α₁ равен 90°, а сos α₁ = 0. Кроме того, из анализа рис. 16.2 следует, что v₂_U = v₂ сos α₁. Тогда зависимость (16.2) упрощается и принимает следующий вид:

Подставив (16.3) в (16.1), с учетом U₂ = ωR₂ получим зависимость для теоретического напора насоса с бесконечным числом лопаток:

Последняя зависимость носит название основного уравнения центробежного насоса, или уравнения Эйлера. Оно широко используется для анализа работы не только центробежных, но и других лопастных насосов.

Принцип действия. В центробежных насосах всасывание и нагнетание жидкости происходит под действием центробежной силы, возникающей при вращении заключенного в корпус колеса с лопатками (рис. 45).

В чугунном корпусе 5 спиралевидной формы вращается вал приводимый в движение непосредственно от электродвигателя или от трансмиссии; на валу закреплено рабочее колесо 3 с лопатками определенной формы, образующими между собой каналы для прохода жидкости.

Корпус насоса снабжен двумя штуцерами. Один находится на осевой части корпуса и непосредственно сообщается с пространством внутренней окружности колеса; к этому штуцеру присоединен всасывающий трубопровод 2. Второй штуцер помещен тангенциально на боковой части корпуса и соединяется с нагнетательным тр убоп р оводом 8.

Приемный клапан служит для того, чтобы залить насос жидкостью перед пуском и предотвратить опоражнивание всасывающего трубопровода (при остановке насоса). Чтобы предотвратить обратный слив жидкости и защитить насос от гидравлического удара при внезапной остановке, в напорном трубопроводе часто устанавливают обратный клапан 7.

Если внутреннее пространство корпуса заполнено жидкостью, то при вращении колеса лопатки придают жидкости, находящейся в колесе, вращательное движение. При этом возникающая при вращении центробежная сила отбрасывает жидкость от центра к периферии колеса; отсюда она затем выбрасывается в корпус и поступает в нагнетательный трубопровод 8.

При вращении колеса жидкость непрерывно засасывается из бассейна или резервуара в насос и выталкивается из насоса. Таким образом, ь центробежном насосе, в отличие от поршневого, всасывание и нагнетание жидкости протекают равномерно и непрерывно.

Давление, развиваемое центробежной силой в насосе, а следовательно, и высота нагнетания зависят от скорости вращения рабочего колеса и будут тем больше, чем большее число оборотов делает колесо.

Высота подачи центробежного насоса с одним рабочим колесом органичена. Поэтому насосы в зависимости от требуемой высоты подачи изготавливают с несколькими рабочими колесами, соединенными друг с другом последовательно.

По числу рабочих колес, соединенных последовательно в одном корпусе, различают насосы: одноступенчатые и многоступенчатые.

/—приемный клапан; 2—всасы" вающий трубопровод; 3—рабочее колесо; 4- вал; 5—корпус; б—задвижка; 7—обратный клапан; в—нагнетательный трубопровод.

Движение жидкости в насосе. Проходя по каналу между лопатками рабочего колеса, жидкость совершает сложное движение: с одной стороны, она движется вдоль канала внутри рабочего колеса к его наружной окружности, т. е. в радиальном направлении, а с другой стороны, она получает движение по направлению вращения колеса.

Wt и w2 — скорость движения жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах в м/сек; w' и w'2—относительная скорость жидкости при входе в канал и выходе из канала между лопатками в м/сек; гх и г2 — радиус внутренней и наружной окружности колеса в м; fi и /2 — сечение канала между лопатками при входе и выходе жидкости в ж2. п—число оборотов колеса в минуту. Количество жидкости, проходящей через канал в 1 сек.:

Усек. = = f2W2

А так как в центробежных насосах сечение канала на внешней окружности колеса всегда больше сечения его на внутренней окружности, т. е.

H>fl, то w'2 угловую ско - расть вращения колеса в радианах, то получим следующее общее выражение центробежной силы:

Работа, совершаемая центробежной силой на элементе пути dr,

DT — rrwPr dr кгс - м

При прохождении жидкостью в радиальном направлении пути, равного г2—гх, общее количество энергии, сообщаемое жидкости центробежной силой, составит

Т = j /720)2,- ф. = w2 (/f — rf) кгс -

Т = -^-(«2 —U2J кгс. м Масса 1 кг жидкости

Поэтому 1 кгс жидкости при прохождении через рабочее колесо воспринимает количество энергии:

Если бы рабочее колесо находилось в состоянии покоя, то при отсутствии потерь общее количество энергии при движении жидкости
через колесо оставалось бы неизменным и по уравнению Бернулли при г1=г2=0 (для 1 ккг жидкости)

У 2g У 2 G

Где рх—давление жидкости при входе в рабочее колесо в кгс/м2;

Р2—давление жидкости при выходе из рабочего колеса в кгс/м2. Действие центробежной силы при вращении колеса ведет к приращению общего количества энергии жидкости на величину

И, следовательно, в этом случае будет иметь место равенство

Рг + МІ і в Ж I М*

Y ' 2G У ^ 2G

Откуда и находим давление в канале

Y Y 2G 2 G

При наличии потерь высота напора жидкости при входе ее в рабочее колесо

Ж—P-L И ^ y y 1 2g ^ 2g +

А высота напора при выходе из рабочего колеса

Вычитая почленно правые и левые части этих двух уравнений (имея в виду, что практически wx—w2), получим

2g~ ~ ^ ~2G~ +

Сравнив последнее уравнение с уравнением (А), окончательно получим

Сі— Cf Ul —И2, -J-Fou)2

Из параллелограмма скоростей при входе и выходе (см. рис. 46) находим:

(w\y — и\ - f с\ — 2ихсг cos ах (w'2y = и\ + с\ — 2 и2с2 cos а2

Подставив эти значения в уравнение (Б) и проведя соответствующие преобразования, получим

Jj ___ и2с2 cos а2 — ихсх cos а. г ^g^

Так как в центробежных насосах угол ах=90о, то cos 04=0 и напор

Н = u*c*c°sa* = 1 и2си2 (1—121)

Где с^ = с2 cos а2—проекция абсолютной скорости при выходе жидкости из насоса на направление окружной скорости жидкости (см. рис. 46).

Уравнение (8) было выведено JI. Эйлером и носит название о с - новного уравнения центробежного насоса.

Высота напора центробежного насоса в значительной степени зависит от формы лопатки рабочего колеса или от величины угла р между направлениями окружной и относительной скорости.

Из параллелограмма скоростей в рабочем колесе (см. рис. 46) находим

Сиг = и2 — cr2 ctg (180 — (У = и2 + cRi ctg р2

Подставляя это значение cU2 в уравнение (1 —121), получим

Uo 4- щеп ctg в, Н = 2 (1—121а)

Если лопатки загнуты вперед, то р2 —

Если лопатки загнуты назад, то р2>90°, cRj! ctg (32 будет иметь отрицательное значение и

Наконец, если лопатки расположены радиально, то (За=90°, .cR2ctgp2=0 и

Таким образом, теоретически наибольший напор может быть достигнут, если лопатки загнуты вперед, и наименьший—если загнуты назад. Несмотря на это, практически предпочитают применять лопатки, загнутые назад, так как в этом случае потери напора будут наименьшими.

Фактическая высота напора, так же как и в поршневых насосах, буеет меньше теоретической вследствие гидравлических сопротивлений е самом насосе, и действительный напор, развиваемый насосом, будет равен

Высота всасывания. По предыдущему давление жидкости при входе в рабочее колесо выражается равенством

TOC \o "1-3" \h \z 2 2 V, W.

____________ J___ vr __ L

У Y " ЖД1 ' 2g ^ 2g

Из которого определяется высота всасывания

В данном случае давление pt обусловливается давлением паров жидкости. Если при f упругость паров жидкости равна рж, то

Это уравнение показывает, что высота всасывания центробежного насоса, так же как и поршневого, зависит от скорости протекания жидкости и сопротивлений в линии всасывания, а также от температуры перекачиваемой жидкости.

С повышением температуры возрастает противодавление паров и растворенного в жидкости воздуха, выделившегося из нее вследствие разрежения, в результате чего высота всасывания насоса уменьшается.

Для увеличения высоты всасывания следует обеспечить полную герметичность всасывающего трубопровода и небольшую потерю напора в нем.

Для перекачивания горячих жидкостей насос следует располагать ниже уровня жидкости в приемном резервуаре.

Практически высота всасывания у центробежных насосов при перекачивании воды не превышает следующих величин:

Температура в °С. . . 10 20 30 40 50 60 65 Высота всасывания в м 6543210

В отдельных случаях при перекачивании воды высота всасывания может быть выше указанной.

Высота всасывания центробежных насосов относительно выше, чем поршневых, так как отсутствуют потери на преодоление сил инерции. Однако для Того чтобы центробежный насос всасывал жидкость, линия всасывания и насос перед пуском его в ход должны быть залиты жидкостью. В противном случае рабочее колесо будет вращаться в воздушной среде и не создаст разрежения, достаточного для подъема жидкости с нижнего уровня в насос.

Если давление внутри насоса становится равным, упругости паров жидкости при данной температуре, то в нем происходит интенсивное парообразование, выделение растворенного в жидкости воздуха и отрыв жидкости от лопаток колеса. Наступает явление кавитации, сопряженное с резким падением производительности и к. п. д. насоса и возникновением ударов, разрушающих колесо и корпус насоса.

Для предупреждения кавитации необходимо правильно выбирать высоту всасывания, понижать температуру жидкости и создавать подпор при перекачивании горячей жидкости.

Для учета явления кавитации при определении высоты всасывания центробежного насоса в правую часть уравнения (1—122) вводят дополнительно так называемый коэффициент кавитации:

J = 0,00123 (V™-n*>3 м (1—222а)

Где 1/сек.—производительность насоса в м3/сек\ п—число оборотов в минуту; Н—напор, развиваемый насосом в м.

При этом высота всасывания центробежного насоса выразится уравнением

Производительность, мощность на валу насоса и коэффициент полезного действия. Производительность центробежного насоса зависит от относительной скорости протекания жидкости по каналам рабочего колеса, а также от ширины и диаметра рабочего колеса:

Где Dx—внутренний диаметр рабочего колеса в м; D2—наружный диаметр рабочего колеса в м\ Ьх—ширина колеса на внутренней его окружности в м; Ь2—ширина колеса на внешней его окружности в ж; 8—толщина лопаток колеса в м; z—число лопаток в рабочем колесе. При радиальном расположении лопаток колеса

W\ е= сх sin а. х и w'2 = с2 sin а2

И, следовательно, производительность центробежного насоса выразится уравнением

Скорость сх принимают равной скорости жидкости во всасывающем трубопроводе.

Мощность на валу центробежного насоса находят по тем же формулам, что и для поршневых насосов:

Где Qe—производительность насоса в м3/час (Qe—rj0Q); ті—полный к. п. д., равный 0,6—0,8. Характеристики насосов. Машиностроительные заводы выпускают центробежные насосы на определенные значения производительности (Qe), высоты напора (Не), числа оборотов (п) и мощности (Ne). При этих значениях насос должен работать с наибольшим к. п. д. (tj).

Однако весьма часто в эксплуатационных условиях приходится устанавливать насосы для работы при других значениях Qe или Не1 но изменение величины производительности или напора неизбежно влечет за собой изменение и других параметров, характеризующих насос.

Теоретически зависимость между Qe, Не, Ne и п может быть выражена следующим образом:

Qe ___ JL • Не __ / " V ■ - ( П Y і 1 194V

Т. е. производительность насоса изменяется пропорционально числу оборотов, высота напора—пропорционально второй степени числа оборотов, а мощность—пропорционально третьей степени числа оборотов.

Практически такой строгой зависимости между параметрами насоса нет. Кроме того, с изменением отдельных параметров изменяееся, как уже было отмечено выше, и к. п. д. насоса. Поэтому для каждого типа насосов необходимо определять эту зависимость опытным путем.

Зависимость между напором Не, мощностью Ne, к. п. д. т] насоса и его производительностью Qe при постоянном числе оборотов п выражается графически и носит название характеристики насоса.

Зная характеристику насоса, можно выбрать наиболее благоприятный режим его работы в эксплуатационных условиях.

Для составления опытной характеристики измеряют величины Qe и Не при п—const и переменном режиме работы насоса, достигаемом путем постепенного открытия задвижки на напорном трубопроводе; одновременно измеряют расхо - u дуемую на валу насоса мощ - ^ /оНем v ность. Затем подсчитывают значения к. п. д. насоса и строят кривые Qe—Не, Qe—Ne и Q-ri (рис. 48).

Расход в пределах Qe=600—1200 л! сек соответственно 85—60 м.

Насосы периодически испытывают на заводе-изготовителе при различных числах оборотов и строят опытные универсальные их характеристики (рис. 49)—графики, на которых нанесены за-

Висимости Qe—He при разных п— const. Пользуясь универсальной характеристикой, можно легко установить пределы рационального применения насоса в данных условиях и выбрать наиболее благоприятный режим его работы. По универсальной характеристике, приведенной на рис. 49. такой режим соответствует точкам, лежащим на кривой р—р, например Qe—105 лісек, Не=\2,Ь м, лг= 1000 об/мин или Qe— 80 л/сек, Не= 7 л, п=750 об/мин и т. д.

Рис. 49. Универсальная характеристика центробеж

Из кривых, приведенных на рис. 48, для определенного насоса видно, что при нормальном режиме работы максимальный к. п. д =0,82, производительность Qe=900 л/сек и напор Не= =75 -.г. Мощность на валу насоса будет соответственно Л^=1100 л. с. При работе насоса с к. п. д. не ниже 0,75 можно при данном числе оборотов получать при напорах Н Обычно

Подобие центробежных насосов. При конструировании центробежных насосов приходится прибегать к экспериментальным исследованиям. Обобщение экспериментальных данных для перехода от опытной модели к промышленным образцам выполняется с применением методов теории подобия. Результаты эксперимента можно обобщить для разных размеров насосов, если соблюдаются следующие условия: геометрическое подобие приточной части насосов; кинематическое подобие потоков на границах, что определяется постоянством отношения скорости

Протекания w к окружной скорости лопастного колеса и, т. е. — = const; динами
ческое подобие сил инерции и сил вязкости для рассматриваемых режимов, что определяется равенством числовых значений критерия подобия. При соблюдении - этих условий в сходственных точках потоков сравниваемых насосов скорости пропорциональны и одинаково направлены. —

Принимая за d любой линейный размер проточной части насоса, например какой - либо из диаметров лопастного колеса, имеем на основании теории подобия:

Qe Ёне SNe

~~nd? = const; = conSt: = const

Исключив g, как постоянную величину, получим

Qe ИЕ Ne

Td* = const; nW* = const: = const

Коэффициент быстроходности. Для характеристики геометрически подобных насосов, независимо от их размеров, вводят понятие о коэффициенте быстроходности По - Этот коэффициент равен числу оборотов модельного (удельного) насоса, который геометрически подобен данному и при подаче Qe=7b л/сек развивает напор Не— 1 м.

Для группы геометрически подобных насосов Пб является величиной постоянной.

Коэффициент быстроходности колеса связан с производительностью Qe (м3/сек). напором Не (м) и числом оборотов п следующей зависимостью:

Чем больше коэффициент быстроходности колеса, тем меньше его диаметр D2 а к внутреннему DA. Вместе с тем возрастает отношение ширины выхода Ь2 к наружному диаметру колеса D2.

Поэтому у центробежных насосов с коэффициентом быстроходности Яб>350 изменяется форма рабочего колеса и жидкость движется в них не радиально, а диагонально или параллельно оси насоса (винтовые и пропеллерные насос ы). Такие насосы имеют высокую производительность Qe при малых напор'ах Не и большом числе оборотов п. В химической промышленности пропеллерные насосы применяют для создания циркуляции жидкости в различных аппаратах.

Читайте также: