Влияние угла установки лопастей на выходе из колеса на теоретический напор насоса при бесконечно большом числе лопастей .

1. лопасти загнуты назад, _2л < 90, V_2u < U₂, H_т1.

2. лопасти с радиальным выходом, _2л = 90, V_2u = U₂, H_т2.

3. лопасти загнуты вперед, _2л > 90, V_2u > U₂, H_т3.

- Справедливо только для теоретического напора.

Теоретическое решение этой задачи позволяет сделать следующие выводы:

1. С увеличением _2л Н_Т возрастает, т.к. . Для одного и того же напора можно применять колесо с меньшим диаметром , а значит, насос будет иметь меньшие габариты и массу.

2. С увеличением _2л возрастает динамическая составляющая напора , т.к. .

Преобразование этой составляющей в статическую (потенциальную энергию) связано с увеличением гидравлических потерь, а значит снижением КПД насоса.

Имеется оптимальное значение . При этом , а .

Поэтому центробежные насосы делают с лопастями, загнутыми назад, поэтому .

Работа реального насоса на реальной жидкости.

Реальность заключается в следующем:

1. Число лопастей конечное (z<10).

2. Лопасти имеют конечную толщину (увеличивается скорость V_2m, уменьшается площадь выхода).

3. Скорость в поперечных сечениях лопастей каналов неравномерна.

4. Направление скоростей не соответствует направлению лопастей.

5. Имеют место отрывы потока

Все вышеназванное приводит к изменению планов скоростей и влияет на напор насоса.

Действительное течение жидкости между лопастями рабочего колеса

В силу инерционности жидкости при вращении рабочего колеса она отстает от него во вращении. Следовательно, в абсолютном движении жидкость вращается в канале в обратную сторону.

С учетом поступательного движения жидкости относительно лопастей суммарная эпюра скоростей W будет неравномерная.

1. бразование вращательного движения жидкости

2. поступательное движение жидкости

3. результирующее движение жидкости

Используя уравнение Бернулли (Р/ρg + V²/2g = const), можно доказать, что статическое давление Р_ст распределяется в обратном порядке – на передней стенке давление больше, на задней меньше.

Скорости жидкости на выходе из колеса.

Поток на выходе из канала отклоняется в сторону обратную вращения колеса. Угол выхода потока становится меньше угла установки лопасти на выходе (β₂ < β_2лоп)

Величина относительной скорости становится больше (W'₂ > W₂), тангенциальная скорость – уменьшается (V'_2U < V_2U) – см план скоростей. Тогда теоретический напор насоса с конечным числом лопастей (Н_т) будет меньше напора насоса с бесконечным числом лопастей (Н_т∞).

<

В итоге план на выходе из колеса скоростей примет следующий вид.

_{Обозначим} æ =

æ – коэффициент, учитывающий конечное число лопастей.

Установлено, что æ зависит от числа лопастей рабочего колеса (z), отношения диаметра выхода к диаметру входа потока на лопасти ( ), угла установки лопасти на выходе ( ), а значит в конечном итоге от быстроходности насоса ( ).

æ .

Таким образом, теоретический напор насоса с конечным числом лопастей можно представить следующим образом

æ .

В среднем æ ≈ 0,8.