Напор и подача.

Выражение напора вихревых насосов показывают с помощью закона о количестве движения жидкости, развернув в виде прямой линии ось бокового канала.

Согласно закону, изменение количества движения секундной массы жидкости между двумя сечениями на участке равно сумме сил действую­щих на жидкость между этими сечениями:

1. – количество движения при входе.

2. – количество движения при выходе.

3. – сила давления на жидкость при входе на участок .

4. – сила давления на жидкость при выходе с участка .

– расход жидкости через межлопастные каналы к единице длинны бокового канала.

– скорость жидкости.

– средняя окружная скорость при выходе из колеса.

– площадь сечения бокового канала.

– давление жидкости при входе на участок .

– приращение давления жидкости на участке .

;

;

;

– Теоретический напор насоса;

.

Подача насоса:

;

.

Движение жидкости в проточной части сопровождается интенсивным вихреобразованием и большими гидравлическими потерями:

до

В закрыто-вихревых насосах жидкость из всасывающего патрубка поступает в боковой канал и отводится в нагнетательный патрубок через окна в боковых крышках корпуса насоса.

10

Насосы, в которых сообщение энергии жидкости происходит с помо­щью лопастного рабочего колеса, в котором жидкость движется через про­точную часть в осевом направлении в поле действия подъёмных сил, назы­ваются осевыми.

Существуют два вида осевых насосов: с жёстколопастным и пово­ротно-лопастным рабочим колесом.

В первом случае шаг лопастей фиксирован, во втором – регулируемый.

Расположение вала – вертикальное или горизонтальное.

Для осевых насосов характерна высокая подача и невысокий напор.

Используется в системах охлаждения конденсаторов ГТЗА.

Принцип устройства, действия.

Рассмотрим поставленный вопрос на примере насоса с жестколопаст­ным рабочим колесом. Рабочее колесо по устройству напоминает гребной винт, и имеет ступицу и лопатки. Лопасти – крыловидного профиля, с за­круткой вдоль радиуса рабочего колеса. Число лопастей – . В корпус перед колесом может устанавливаться направляющий аппарат (для преду­преждения закрутки потока перед колесом).

1. – корпус.

2. – защитная труба.

3. – вал.

4. – выправляющий аппарат.

5. – лопасть выправляющего аппарата вал.

6. – лопасть рабочего колеса.

7. – рабочее колесо.

Во время действия насоса рабочее колесо вращается с постоянной угловой скоростью. Жидкость движется через межлопастные каналы колеса, обтекая лопасти. Взаимодействие лопастей рабочего колеса с потоком жидкости можно показать, развернув одно из кольцевых сечений колеса в виде бесконечной решетки профилей, которая совершает поступательное движение.

Обтекание лопастей жидкостью сопровождается интенсивным вихреобразованием в пограничном слое и, как следствие, возникновением циркуляционного движения вблизи колеса.

Циркуляционное движение накладывается на основной поток, что приводит к уменьшению скорости на вогнутой, и увеличению на выпуклой стороне лопастей. В соответствии с изменением скорости, изменяется давление жидкости на лопасти, и образуется гидродинамическая сила давления на лопасти, приложенная в центре гидродинамического давления. Эта сила раскладывается в 2-х координатных системах: в системе лопасти, одна из осей координат которой совпадает с – на силу сопротивления лопасти и подъёмную силу .

В системе потока одна из осей совпадает с направлением оси рабочего колеса; сила раскладывается на окружную силу , направленную перпендикулярно оси рабочего колеса, и силу , направленную параллельно оси колеса. Это силы, с которыми жидкость действует на лопасть. Реакции всех указанных сил действуют на жидкость. Реакция вовлекает жидкость в переносное окружное движение в направлении вращения колеса и сообщает ей переносную окружную составляющую . Реакция вовлекает жидкость в поступательное движение вдоль оси рабочего колеса и сообщает ей поступательную составляющую скорости . Абсолютная скорость определяется в результате построения параллелограмма скоростей.