Для анализа этого вопроса используется закон сохранения энергии, частным случаем которого является уравнения Бернулли. В соответствием этим законом для центробежных насосов с вертикальным расположением вала получают:
В результате преобразования получают:
.
Отсюда следует, что движение жидкости в пространстве за колесом сопровождается увеличением статической составляющей скорости и давления жидкости.
Выше рассмотрен случай движения идеальной невязкой жидкости. При движении вязкой жидкости возникнут гидравлические сопротивления и потери энергии на их преодоление. Величина потерь будет зависеть от того, на сколько профиль отвода будет соответствовать траектории движения жидкости. В теоретическом случае траектория определяется величиной:
Все величины правой части – постоянные, следовательно траекторией движения частиц жидкости является логарифмическая спираль и, следовательно, такой профиль должен иметь отводящее устройство. Но логарифмическая спираль быстро удаляется от оси вращения колеса, что приводит к увеличению габаритов устройства отвода. Поэтому только начальная часть проектируется по спирали, а остальная – по закону постоянства скорости в поперечном сечении отвода.
Подача центробежного насоса
Подача центробежного насоса включает 3 понятия:
1. при бесконечном числе лопастей рабочего колеса:
;
2. с учётом числа лопастей (теоретическая подача):
;
3. действительная подача:
.
Потери жидкости различают внешние и внутренние:
Внешние – через уплотнения вала,
Внутренние – через уплотнения колеса.
Лекция 8
“Отводящее устройство центробежного насоса.
Основы подобия, тип рабочих колёс центробежных насосов”
|
|
Отводящие устройства
В центробежных насосах используется 2 вида отводящих устройств: спиральные отводы и лопастные отводы.
Спиральные отводы – выполняются литыми вместе с корпусом. В этом случае отводу может быть придан вид (форма), наиболее целесообразный в гидродинамическом отношении. Но внутренние поверхности литых отводов недоступны для механической обработки. В связи с этим из-за шероховатости стенок отвода при движении жидкости в нём возникают потери трения. Учитывая это, литые отводы используются для малой скорости движения, т.е. в насосах среднего и низкого напора.
Спиральные отводы используются для последней ступени многоступенчатых насосов:
1. 
.
2. язык,
3. диффузор,
4. горловина спирали,
5. спиральный участок,
6. 
– угол охвата спирали, 
7. начальная окружность отвода.
,
где 
– скорость жидкости, постоянная в поперечном сечении отвода.
Площадь поперечного сечения остальных частей уменьшается в направлении горловины к языку спирали, пропорционально уменьшению угла охвата спирали.
На спиральном участке скорость преобразуется примерно на 20% давления, а заканчивается этот процесс в диффузоре. Поперечное сечение спирального отвода может быть круглым, каплевидным, трапециевидным или прямоугольным.
Наиболее целесообразным с точки зрения скорости является трапециевидная форма сечения с углом раскрытия стенок, увеличивающимся в направлении от языка к горловине спирали.
Лопастные отводы – выполняются с прямоугольной формой поперечного сечения межлопастных каналов. Такая форма сечения менее целесообразна в гидродинамическом отношении. Но прямоугольная форма сечения позволяет выполнить механическую обработку стенок каналов и свести к минимуму потери на трение, возникающие при движении жидкости в каналах. Учитывая это, лопастные отводы применяются, когда скорость движения жидкости в отводе высокая.
|
|
1. 
Диск лопастного отвода.
2. Лопасть.
3. Межлопастной канал.
4. Спиральный участок.
5. Диффузор.
6. 
– начальная окружность;
7. 
– окружность выхода;
8. 
– угол входа жидкости;
9. 
– выходной угол лопасти.
;
из отношения:
.
Число лопастей отвода: 
.
Принцип преобразования скорости такой же, как в спиральном отводе.
Составные отводы: лопастной и спиральный.
