1.5. Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя

Конструкция рабочего колеса насоса или вентилятора представляет собой систему лопаток (аэродинамических профилей), заканчивающихся острой кромкой. Профили закреплены между двумя дисками, один из которых насажен на вал, соединенный с валом электродвигателя. При вращении рабочего колеса каждая лопатка вследствие циркуляционного обтекания, взаимодействуя с потоком, вызывает появление реакции, равной по величине подъемной силе. Суммарная сила воздействия лопаток на поток будет равна сумме реакций каждой лопатки.

Передачу энергии от привода жидкости осуществляет рабочее колесо, состоящее обычно из переднего 1 и заднего 2 дисков (Рисунок 1 .18), между которыми с одинаковым шагом установлены лопатки 3. В ряде конструкций нагнетателей используют колеса полуоткрытого типа без переднего диска. Задний диск обычно выполняют плоским, а передний может быть как плоским, так и коническим (для уменьшения диффузорности межлопастных каналов). У радиальных вентиляторов передние диски более сложной формы почти не встречаются. Меридиональное сечение рабочего колеса характеризуется двумя параметрами; b₁ - ширина при входе жидкости на лопатки; b₂ - ширина на выходе. Лопатки рабочего колеса обычно имеют цилиндрическую форму; их устанавливают перпендикулярно плоскости заднего диска.

Рисунок 1.18 - Радиальный вентилятор

Проанализируем основные закономерности течения жидкости в межлопастном пространстве. Выделим сечение между двумя соседними лопатками и рассмотрим течение жидкости и в нем (рисунок 1.19).

Энергия, передаваемая потоку рабочим колесом, определяется значениями абсолютных C, относительных Wи окружных U скоростей при входе и выходе из межлопастного пространства.

Абсолютная скорость C - это скорость движения потока относительно неподвижного корпуса нагнетателя. Абсолютная скорость равна сумме относительной  и переносной (окружной) u скоростей.

		(1.0)
Рисунок 1.19 - Кинематика потока в рабочем колесе радиального нагнетателя

Относительная скорость W - это скорость движения потока относительно вращающегося рабочего колеса. Вектор ее направлен по касательной к лопатке, т.е. вдоль линии тока.

Окружная скорость U - это линейная скорость вращения данной точки колеса. Вектор окружной скорости, направленной по касательной к данной точке рабочего колеса, вращающегося с угловой скоростью ₀, равен:

(1.0)

Векторы окружной и абсолютной скоростей образуют угол , а вектор относительной скорости с обратным на правлением окружной скорости - угол .

Пусть на входе в рабочее колесо (точка 1) имеются окружная скорость U₁, относительная скорость W₁ абсолютная скорость c₁ (см. рис. 3.4). Направление скорости W₁ определяется углом _, который называется углом входа. На выходе из рабочего колеса (точка 2) имеем соответственно скорости U₂, W₂, C₂ Направление скорости W₂ определяется углом выхода ₂. Таким образом, на входе и выходе из рабочего колеса получаем треугольники скоростей, показанные на рис. 2.10. Как видно из этого рисунка, абсолютную скорость потока можно разложить на радиальную (расходную) составляющую, равную C_r = C sin, и окружную составляющую C_u = C cos, называемую скоростью закручивания.