Вплив обмеженого числа лопатей на тиск насоса

Схема з безмежним числом лопатей в робочому колесі відцентрової машини призводить до елементарної теорії кінематики потоку в колесі.

При русі рідини по каналах робочого колеса з обмеженим числом лопатей характер потоку суттєво змінюється (рис.2.9). Відносний рух в міжлопатевих каналах схематично можна розглядати як суму рухів: І – рух рідини в рухомих каналах; ІІ – вихрового руху всередині міжлопатевих каналів.

I – рух рідини в рухомому каналі; II – вихровий рух в міжлопатевому каналі; III – епюра швидкості в міжлопатевому каналі

Рисунок 2.9 – Рух рідини в міжлопатевих каналах робочого колеса

Припустимо, що вхідні і вихідні отвори каналу ІІ закриті циліндричними поверхнями AB i CD, і цей простір заповнений ідеальною рідиною. При обертанні робочого колеса з кутовою швидкістю рідина, замкнена в каналі, внаслідок інерції буде намагатись зберегти стан спокою відносно нерухомого простору. Значить рідина буде здійснювати обертовий рух в міжлопатевому каналі (з тією ж кутовою швидкістю), але направлений в протилежну сторону обертання колеса. Така циркуляція рідини називається відносним вихром. Вихрову теорію відцентрових насосів в 1931 р. розробив академік Г.Ф. Проскура.

У відкритих міжлопатевих каналах насоса проявляються обидва види руху рідини. Складання відносного вихору з основним рухом потоку дає картину руху реальної рідини через робоче колесо. Геометричне складання цих видів руху виконано в міжлопатевому каналі ІІI колеса. Сумарна епюра швидкостей в міжлопатевому каналі показує, що швидкість більша біля задньої стінки лопаті і менша біля передньої стінки.

На вході в робоче колесо складова відносного вихору, яка пропорціональна коловій швидкості, зменшує відносну швидкість і збільшує кут . На виході з колеса відносний вихор направлений в сторону обертання колеса і в сумі з відносною швидкістю , збільшує останню і зменшує кут . Внаслідок зміни відносних швидкостей і абсолютні швидкості і також змінюють величини і напрямок (рис.2.10).

а) вхід; б) вихід

___________ реальний насос;

__ __ __ __ ідеальний насос

Рисунок 2.10 – Трикутники середніх швидкостей для обмеженого і безмежного числа лопатей

Таким чином, із-за наявності явища відносного вихору, робота колеса з обмеженим числом лопатей менша ніж колеса з безмежно великим числом безмежно тонких лопатей.

Дата добавления: 2014-01-07