Характеристика центробежного насоса

Основное уравнение центробежного насоса может быть исполь­зовано для получения его характеристики. Характеристикой насо­са принято называть графическую зависимость его действительно­го напора от подачи H=f(Q), построенную при постоянной час­тоте вращения п рабочего колеса. Она во многом определяет эксп­луатационные свойства насоса и является важнейшим показате­лем его работы.

(6.1)

Скорость v_2R нормальна к цилиндрической поверхности S₆ = nDb2₂, которая является сечением потока, выходящего из рабочего колеса, и поэтому связана с подачей насоса из­вестной зависимостью:

(6.2)

Тогда:

Подставив это выражение для v_2R в формулу (6.1)

а с учетом известного соотношения для окружной скорости U₂ = w (D/2 окончательно получим для теоретического напора насоса с бесконечным числом лопаток:

Прежде всего необходимо учесть, что рабочее колесо имеет конечное число лопаток и каждая лопатка обладает определенной толщиной (см. первое допущение). Наиболее просто это сделать, введя безразмерный коэффициент влияния числа лопаток k_z. Тогда значение теоретического напора Hт учитывающее влияние лопа­ток, определится по формуле

(6.3)

Величина Н_т представляет собой напор, который создавался бы при отсутствии потерь напора внутри насоса. Коэффициент k_z можно считать постоянным для данного насоса, так как он зависит от числа лопаток, соотношения радиусов R1/R₂ и угла наклона лопа­ток на выходе р₂.

Необходимо иметь в виду, что при р₂ = 90" тригонометрическая функция ctg меняет знак, а при р₂ > 90" можно получить значительно большие напоры. Однако у современных насосов р₂ находятся м диапазоне 15...40°, так как при больших углах возрастают абсо­лютные скорости движения жидкости, резко увеличиваются гид­равлические потери и падает коэффициент полезного действии насоса.

Далее необходимо учесть снижение напора из-за гидравлических потерь энергии в проточной части насоса. Действительный напор насоса H меньше теоретическо­го Н_т на суммарную потерю напора Σh_пот:

H=Hт-Σh_пот (6.4)

Представленная зависимость имеет минимальное зна­чение при Q = Q₀. Этот режим явля­ется расчетным, и векторы скорос­тей жидкости в насосе направлены по касательным (или близким к ним траекториям) к обтекаемым повер­хностям (лопаткам колеса, спираль­ному отводу и др.). При отклонении Q от Qo условия обтекания ухудшаются, возникают дополнитель­ные вихреобразования и растут потери энергии.

Имея зависимость Σh_пот =f(Q) и пользуясь формулой (6.4), получим действительную характеристику насоса. Такой вид имеют характеристики всех лопастных насосов (центробежных, осевых и диагональных). Не­обходимо указать, что соотношение действительного Н и теорети­ческого Н_т напоров учитывает гидравлические потери в проточной части насоса и представляет собой его гидравлический КПД:

(6.5)

Поиск по сайту: