Основное уравнение центробежных насосов. Вихревая теория

Классификация центробежных насосов

Центробежные насосы. Устройства и принцип действия

Рис. 8.1. Схема центробежного насоса: 1 – рабочее колесо; 2 – корпус насоса; 3 – пространство между лопатками рабочего колеса; 4 – вал; 5 – линия всасывания; 6 – линия нагнетания.

Корпус насоса имеет спиралеобразный отвод жидкости.

Перед пуском центробежный насос заливается перекачиваемой жидкостью, так как разрежение, создаваемое при выражении рабочего колеса в воздушной среде, недостаточно для подвода жидкости к насосу.

Жидкость, залитая в насос, при вращении рабочего колеса увлекается лопатками и под действием центробежных сил движется от центра колеса к периферии по каналам, образованным лопатками, и через спиральную камеру подается в линию нагнетания.

Вследствие этого в насосе создается разряжение, под действием которого жидкость из всасывающего патрубка подсасывается в насос. Таким образом, при непрерывном вращении рабочего колеса насоса создается постоянное движение жидкости через насос.

Скорость движения жидкости, выходящей из каналов рабочего колеса, составляет 20-80 м/с. Для преобразования скоростного напора в пьезометрический применяются направляющие устройства (направляющий аппарат или спиральная камера).

Центробежные насосы различают по:

1) числу ступеней:

- одноступенчатые;

- многоступенчатые.

2) способу подвода жидкости к колесу:

С односторонним подводом;	С двухсторонним подводом.

3) величине создаваемого напора:

- низконапорные H = 5-40 м. вод. ст.;

- средненапорные H = 40-200 м. вод. ст.;

- высоконапорные H > 200 м. вод. ст.

4) величине подача:

- малая подача Q < 4 м³/ч;

- средняя подача 4 < Q < 16000 м³/ч;

- большая подача Q > 16000 м³/ч.

5) назначению:

- для перекачивания воды, масел, нефти, кислот, бензина, загрязненных жидкостей, жидкого металла и т.д.;

6) способу отвода жидкости из рабочего колеса в камеру: спиральные и турбинные.

7) способу разъема корпуса: с горизонтальным разъемом и вертикальным.

8) расположению вала: горизонтальные и вертикальные.

В настоящее время существует две теории, с помощью которых получают основное уравнение центробежных насосов: вихревая и струйная.

Вихревая теория.

Суть вихревой теории состоит в том, что лопатка центробежного насоса рассматривается как крыло самолета, к которому легко применить основные законы гидромеханики. Возникновение подъемной силы, а следовательно, и давления на лопатки в этом случае представляют следующим образом: поток, который обтекает крыло, можно разложить на два потока:

1) на поток идеальной жидкости обтекающий крыло со скоростью ;

2) чисто циркуляционный поток.

Рис. 10.1. Схема обтекания крыла.

При геометрическом сложении обоих потоков получим на верхней стороне профиля скорости больше, а на нижней меньше. Согласно уравнению Бернулли на верхней стороне профиля давление будет меньше чем на нижней.

Теоретическое исследование приводит к уравнению Жуковского, по которому подъемная сила определяется:

где ρ – плотность жидкости; – скорость невозмущенного потока; l – радиальный размер лопатки; Г – циркуляция скорости вокруг крыла.

Выводы, получаемые на основании этой теории получаются громоздкими и неудобными для практического применения.

Дата добавления: 2017-02-01