1.29. Коэффициент быстроходности для лопастных насосов

Коэффициентом быстроходности называется частота вращения такого модельного рабочего колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому колесу насоса и при подаче м³/с обеспечивает напор м (при условии сохранения кинематического подобия). Коэффициент быстроходности используется для сравнения лопастных насосов различных типов, объединения группы рабочих колес по принципу их геометрического и кинематического подобия.

Числовое значение коэффициента быстроходности выводят из зависимости (1.68) и (1.69), подставив в них м³/с и м. Применив эти формулы к конкретному насосу и геометрически подобному ему с рабо-чим колесом диаметром и частотой вращения , получим:

;

Исключив из этих выражений отношение , имеем

, (1.71)

где		- подача, м3/с;
		- напор, м;
		- частота вращения, мин-1.

Следует отметить, что для насосов с двухсторонним входом жидкости в рабочее колесо в формулу (1.71) вместо подставляют .

Коэффициент быстроходности является очень важным удельным показателем. Универсальность этого показателя состоит в том, что он одновременно учитывает три наиболее существенных параметра насоса: подачу, напор и частоту вращения. Благодаря этому коэффициент быстроходности довольно полно характеризует тип насоса.

1.30. Классификация лопастных насосов по коэффициенту

быстроходности

Коэффициент быстроходности позволяет составить гидравлическую классификацию лопастных насосов и сопоставить рабочие колеса различных типов.

Таблица 1.1. Классификация лопастных насосов по коэффициентам быстроходности

Все лопастные насосы по коэффициенту быстроходности делятся на пять типов, каждому из которых соответствуют определенные формы колеса и соотношение .

В таб. 1.1 приведена классификация лопастных насосов по коэффи-циентам быстроходности. Произведено сравнение рабочих колес всех пяти типов и показано изменение характеристик насосов в зависимости от коэф-фициента .

Анализ таблицы 1.1 показывает, что тихоходные центробежные насосы, у которых , имеют малую подачу, но развивают большой напор. У тихоходных насосов отношение диаметров рабочего колеса , велико, а ширина колеса на выходе мала. В силу большого диаметра колеса и малой ширины проходных каналов общий КПД тихоходных центробежных насосов, невелик. Характеристика этих насосов имеет восходящую ветвь, поэтому наблюдается зона неустойчивой работы. Несмотря на малые значения КПД тихоходные насосы имеют возможность значительного изменения подачи при сохранении оптимальных КПД.

При переходе к нормальным центробежным насосам, а затем к быстроходным, полуосевым и осевым наблюдается следующее:

повышается подача за счет увеличения ширины колеса ;

снижается напор за счет уменьшения соотношения ;

увеличивается потребляемая мощность;

повышается абсолютное значение КПД, но сокращается зона оптимальных значений КПД.

Характеристика насоса становится стабильной, отсутствует зона неустойчивой работы.

Осевые насосы ( ) имеют наибольший коэффициент быстроходности и характеризуются большей подачей и малым напором.

В заключение следует отметить, что согласно формуле (1.71) коэф-фициент быстроходности пропорционален частоте вращения рабочего колеса . Повышение частоты вращения , как правило, ведет к умень-шению размеров и массы насоса и приводного двигателя. Следовательно, повышение коэффициента быстроходности насоса при заданных значениях подачи и напора экономически выгодно.

Лекция 10