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.

13

1. – клапанная коробка (3 полости)

   1. всасывающая (нижняя)

   2. промежуточная (сообщена с рабочей полостью)

   3. верхняя (нагнетательная)

2. – нагнетательный клапан

3. – шток клапанов

4. – КШМ

5. – цилиндр – поршень

6. – рабочая полость цилиндра.– всасывающий клапан

Нормальными условиями считаются такие условия всасывания и нагнетания, при которых жидкость неотрывно следует за поршнем. Такой режим действия насоса обеспечивается тогда, когда напор под поршнем во время всасывания и нагнетания будет выше напора насыщенного пара жидкости.

,

– давление насыщенных паров жидкости (давление, при котором жидкость закипает при данном значении температуры).

В противном случае произойдёт кавитация.

Движение жидкости во всасывающем тракте поршневого насоса, анализ выражения для напора жидкости под поршнем во время всасывания.

Напор насоса это приращение энергии,сообщенное насосом единице массы жидкости для поршневых насосов – это приращение работ над поршнем и ее напора во время нагнетания и всасывания.

H=Pн/(ρg)­Pв/( ρg)

Pн/(ρg)­ напор жидкости над поршнем во время нагнетания

Pв/( ρg)- во время всасывания.

Во время действия поршневого насоса жидкость неотрывно следует за поршнем , скорость поршня переменная , следовательно переменной является скорость жидкости . Учитывая это выражение для Pн/(ρg) и Pв/( ρg) получают , используя уравнения неустановившегося движения , которое выражает изменение энергии единице массы жидкости при ее перемещении на участке бесконечно малой длины .

∂ℓ (z+ Pн/(ρg)+υ²/(2g)) +∂ℓR+ ∂cdℓ/(g∂t)=0

¯¯¯¯¯¯¯1¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ¯¯2¯ ¯¯¯¯3¯¯¯

(1,2,3) – изменение энергии .

1 - изменение удельной энергии жидкости – идеальной не вязкой жидкости, движущейся с постоянной скоростью .

2 – энергия затраченная на преодоление гидравлических потерь.

3 – выражает изменение энергии жидкости под действием инерционных сил.

Напор под поршнем во время всасывания

Выражение для Pв/( ρg) плучаем , в результате суммирования бесконечно малых изменений энергий жидкости по всей длине всасывающего тракта от открытого конца до поршня в данной точки хода , т.е. в результате интегрирования уравнения неустановившегося движения .

∫ ∂ℓ (z+ Pн/(ρg)+υ²/(2g)) +∫∂ℓR+ ∂c*∫dℓ/(g∂t)=0

ℓв ℓв ℓв

интегрирование осуществляется по членно

Пределы интегрирования определяются с помощью схем.

Pв – давление под поршнем во время всасывания

Xв – текущее значение хода поршня РИСУНОК

Zв – геометрическая высота всасывания

S – полный ход поршня

C – скорость

Φ – угол поворота вала насоса

Pа – атм. Давление

Pв/( ρg)= Pа/( ρg) - [Zв+Хв+С²(1+Wв)/(2g)+hгв+(Lв+ Хв) ∂c/ g∂t]

¯¯1¯¯¯ ¯¯2¯¯¯ ¯¯¯¯¯3¯¯¯¯¯¯ ¯4¯ ¯¯¯¯¯5¯¯¯¯¯¯¯

Pв/( ρg) – напор под поршнем во время всасывания

1,2,3,4,5 – факторы определяющие его величину Pв/( ρg)

С – скорость поршня

Wв – сумма величин не зависящих от скорости

Lв – приведенная длина всасывающего трубопровода

1 – является следствием атм. Давления на свободную поверхность жидкости в расходной цистерне

2 – следствием гидростатического давления во всасывающем тракте

3 - является следствием скорости жидкости и гидростатического сопротивления

4 - является следствием сопротивления всасывающего клапана

5 - является следствием инерционных сил в жидкости

Решая это выражение относительно переменной Хв , учитывая что С=rωcosφ , а ускорение ∂C/∂t=rω²cosφ , строим график Pв/( ρg). ГРАФИК

График Pв/( ρg) получен в результате суммирования составляющих 1-5 с учетом их знаков.

Вывод напор под поршнем во время всасывания величина переменная , имеет миниум в начале , максимум в конце хода всасывания .

Ордината между линиями 1 и Pв/( ρg) – потери энергии на преодоление сопротивления всасывающего тракта

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.