Параметры, характеризующие работу насосной установки: развиваемый, напор, подача насоса, мощность, КПД. Примеры конструкций центробежных насосов

Основное уравнение равномерного движения в открытых руслах. Формы поперечного сечения каналов. Расчетные зависимости для определения элементов трапецеидального сечения канала. Гидравлически наивыгоднейшее сечение. Типы задач при расчете каналов. Допускаемые скорости течения жидкости в открытых руслах в лесоинженерной практике.

Вопросы для самопроверки.

Удельная энергия и ее изменение вдоль потока. Удельная энергия в поперечном сечении потока. Критическая глубина и ее определение. Критический уклон.

Вопросы для самопроверки.

1. Для чего предназначены водосливы? 2. Основная классификация водосливов. 3. Назовите основные характеристики работы водослива. 4. От чего зависят основные характеристики водосливов? 5. Чем отличается водослив с тонкой стенкой от водослива с широким порогом? 6. Как влияет нижний бьеф на перелив потока через водослив? 7. Назовите условия подтопления водослива?

Раздел VII Установившееся движение жидкости в открытых руслах

Лекция 17. Дифференциальное уравнение установившегося движения жидкости в открытых руслах

Основное содержание лекции

При изучении типовых задач на равномерное движение особое внимание следует уделить способам определения нормальной глубины потока при равномерном движении. Эта задача встречается наиболее часто.

Удельной энергией сечения называется энергия безнапорного потока относительно плоскости сравнения, проходящей по наинизшей точке дна. В этом случае глубина выражает полную потенциальную энергию, а скоростной напор — кинетическую, что облегчает анализ их взаимных изменений.

Минимум удельной энергии сечения определяет критическую глубину, критическое состояние потока и его уравнение, когда параметр кинетичности равен единице. Соотношение кинетической и потенциальной энергий, т. е. состояние потока, является важной характеристикой, широко используемой как в дальнейших выводах, так и в решении задач.

В качестве критерия состояния потока могут быть использованы его глубина (по сравнению с критической) и параметр кинетичности (по сравнению с единицей), а при равномерном движении — и уклон дна (по сравнению с критическим).

1. Что такое удельная энергия в поперечном сечении потока? 2. Как изменяется удельная энергия вдоль потока? 3. Что такое критическая глубина? 4. Удельная энергия всегда уменьшается вниз по течению, а изменяется ли вниз по течению удельная энергия сечения? 5. Правильно ли дано определение: критическим уклоном будем называть такой уклон дна призматического русла, при котором для данного расхода Q и для заданной формы русла нормальная глубина h₀ равна критической глубине h_k.

Лекция 18. Равномерное движение жидкости в открытых руслах (каналах)

Основное содержание лекции

В основе этого раздела лежат формулы Шези и уравнение неразрывности. Равномерное движение жидкости часто встречается в инженерной практике. Очень важно и то обстоятельство, что формулы и характеристики равномерного движения используются при расчете неравномерного движения. В этом разделе надо обратить внимание на условия существования равномерного движения (призматичность русел; постоянство расхода, шероховатости, продольного уклона дна) и характерные его особенности (постоянство скорости и глубины, равенство пьезометрического, гидравлического и геометрического уклонов).

При изучении типовых задач на равномерное движение особое внимание следует уделить способам определения нормальной глубины потока при равномерном движении. Эта задача встречается наиболее часто.

Нормальная работа сооружений дорожного водоотвода, ливневой канализации и подмостовых русел зависит от правильного выбора скоростей. В противном случае русло может или размываться, или заиливаться. Скорость движения в русле ограничена диапазоном между незаиляющей и неразмывающей скоростями. Следует изучить причины и условия взвешивания и выпадения твердых частиц из потока, познакомиться с характерными формами перемещения твердых частиц (наносов) потоком жидкости. Прогнозирование взаимодействия потока с руслом, учет сложного явления движения наносов в реках лежит в основе обеспечения нормальной эксплуатации многих сооружений мостовых переходов: числа, величины и места расположения пролетов, глубины заложения опор, размеров и формы струенаправляющих дамб.

Вопросы для самопроверки:

1. Назовите условия существования равномерного движения. 2. Назовите основные гидравлические элементы поперечного сечения каналов. 3. Что такое гидравлически наивыгоднейший поперечный профиль трапецеидального канала? 4. Всегда ли гидравлически наивыгоднейшим поперечный профиль является экономически наивыгоднейшим? 5. Основные задачи при расчёте трапецеидальных каналов на равномерное движение? 6. Что произойдёт с руслом канал, если скорость потока будет больше максимально допустимой скорости или меньше минимально допустимой скорости?

Раздел VIII Гидродинамические машины

Лекция 19. Схема насосной установки

Основное содержание лекции

Гидравлические машины служат для преобразования механической энергии в энергию перемещаемой жидкости (насосы) или для преобразования гидравлической энергии потока жидкости механическую энергию (гидравлические двигатели). Гидравлическим приводом называется гидравлическая система, которая состоит из насоса и гидродвигателя с соответствующей регулирующей и распределительной аппаратурой и служит для передачи посредством рабочей жидкости энергии на расстояние.

Различают две основные группы насосов: объёмные (поршневые и роторные); 2) динамические (в том числе лопастные и вихревые). Такое разграничение насосов произведено по признакам (свойствам): герметичности (первые герметичные, вторые — проточные); по виду характеристики (первые имеют жесткую характеристику, вторые — пологую); по характеру подачи (первые имеют порционную подачу, вторые равномерную). Напор, развиваемый объемными насосами, не зависит от подачи, а у лопастных — напор и подача взаимосвязаны. Этим обуславливается различие величин возможных напоров, создаваемых обеими группами насосов, различие способов регулирования их подачи и пр.

В рабочем колесе лопастного насоса основная часть подводимой энергии передается жидкости путем динамического воздействия лопаток на поток.

Отличительным признаком объемного насоса является наличие одной или нескольких рабочих камер, объемы которых при работе насоса периодически изменяются. При увеличении объема камер они заполняются жидкостью, а при уменьшении их объема жидкость вытесняется в отводящую линию. Основными параметрами насосов являются: подача, напор, мощность, коэффициент полезного действия (к. п. д.), частота вращения.

Подачей насоса называется количество жидкости (объем), подаваемое насосом за единицу времени, т. е. расход потока через насос.

Напором Н насоса называется механическая энергия, сообщаемая насосом единице веса (1 Н) жидкости. Поэтому напор имеет линейную размерность. Напор насоса равен разности полного напора за насосом и напора перед ним и обычно выражается в метрах столба перемещаемой жидкости: насос передает жидкости не всю механическую энергию, которая подводится к насосу. Отношение полезной мощности насоса к потребляемой им мощности двигателя называется коэффициентом полезного действия насоса (к. п. д.). Он равен произведению трех коэффициентов полезного действия: объемного, гидравличес­кого и механического. Объемным к. п. д. учитываются потери объема жидкости (утечки жидкости через уплотнения, уменьшение подачи из-за кавитации и проникновения воздуха в насос). Гидравлическим к. п. д. учитывается уменьшение напора насоса, вызываемое гидравлическими сопротивлениями в самом насосе (при входе жидкости в насосное колесо и выходе из него, сопротивление жидкости в межлопастных каналах насосного колеса и пр.). Механическим к. п. д. учитывается трение между элементами машины.

Вопросы для самопроверки:

1. Как определить необходимую мощность двигателя насоса? Как она выражается через напор и через давление? 2. Отношению каких величин равны соответственно объемный,. гидравлический, механический и полный к. п. д. насоса? 3. Если геометрические напоры на входе и на выходе из насоса различны, то который из них обычно бывает больше?

Дата добавления: 2014-01-07