Подобие центробежных насосов. Универсальная характеристика центробежного насоса

Универсальная характеристика центробежного насоса

Эта характеристика учитывает влияние на Н и ηне только Q, но и частоты вращения п рабочего колеса насоса. Общий вид универсальной характеристики приведен на рис. 15. Располагая ею, легко по заданным значениям Q и

H найти необходимую частоту n, КПД насоса η, эффективную мощность N_эф.

Построение универсальной характеристики показано на рис. 16.

Выявление условий подобия позволяет существенно сократить объем исследовательских работ, направленных на. разработку конструкций насосов и других машин.На базе одного, известного по своим характеристикам насоса инженеры легко получают целый ряд насосов различных размеров и с предсказуемыми характеристиками.

Основное уравнение реального центробежного насоса (26) с учетом зависимостей (13) и (28) нетрудно представить в виде

Приведем это уравнение к безразмерному виду. Для этого разделим его на (nD ₂)² с учетом соотношения .

После простейших преобразований получим

(29)

где ;

безразмерный напор насоса ; (30)

безразмерная производительность насоса . (31)

Из условий гидродинамического подобия [3] следует, что рабочие колеса ряда подобных центробежных насосов должны быть:

1) геометрически подобны, т. е. = const, β₂=соnst., k₂=const;

2) кинематически подобны, т. е. должны быть подобны поля скоростей и η_об =соnst., k _ц=const;

3) динамически подобны, т. е. должны быть одинаковыми режимы течения жидкости, следовательно, η_г=соnst.

Из этих условий следует, что подобные насосы обладают тождественными характеристиками, если их представить в безразмерном виде (29).

Ряд подобных насосов можно охарактеризовать одним числом - соотношением Н _опти Q _oпт, соответствующих оптимальному режиму работы насоса, т. е. режиму, при котором наблюдаются безударный вход жидкости на лопатки колеса и, как следствие, наибольшее значение η. Для того чтобы исключить из этого соотношения диаметр колеса D ₂, примем его в виде

Этот коэффициент можно назвать числом подобия насосов. В технической литературе в качестве числа подобия обычно принимают коэффициент быстроходности n _s ≈ 20 k _н. В системе СИ выражение для расчета n_S имеет вид

Коэффициент быстроходности практически однозначно связан с отношением геометрических размеров рабочего колеса, что можно проиллюстрировать следующим образом:

n_S 60 100 180

D₂/D₁ 3 2 1,5

b₂/D₂ 0,05 0,1 0,2

По мере увеличения n_Sпроектируемый ряд насосов обладает увеличивающейся производительностью Q с одновременным снижением напора Н (рис. 17).

Дата добавления: 2015-07-02