8. Характеристики центробежных нагнетателей.

Характеристиками центробежных нагнетателей называют графически изображенные следующие зависимости:

H

D₂

=f(V) H_CT=φ(V)

P =f ‘(V) P_CT

N

C_2r

=f ’’(V) η=F(V)

п ри n=const (8.1)

B₂

Рис.8.1.

C_2U=U₂—C_2r ·ctgβ₂ , (8.2)

Согласно уравнению неразрывности: V=π·D₂·B₂·C_2r·μ₂ , (8.3) ,где D₂—наружный диаметр рабочего колеса; В₂—ширина рабочих лопаток на выходе.

H_T=A—B*V положение прямой зависит от угла β₂.

Изменение V осуществляют путем открытия запорного органа (задвижки) на выходном патрубке машины (дросселирование).

1. Независимо от β₂ при V=0 (полное закрытие регулирующей задвижки)

, (8.7) , определяются D₂ и n.

2. При β₂=π/2 ctgβ₂=0 и Н_Т=const (лопатки радиальные).

3. Лопатки отогнутые назад (Л.О.Н.) β₂<90º увеличение V вызывает снижение Н_Т.

4. Лопатки отогнутые вперед (Л.О.В.) β₂>90º возрастание V вызывает увеличение Н_Т.

Из рисунка видно, что при заданной подаче теоретический напор будет тем выше, чем больше рабочая лопасть отогнута вперед.

H_T

β₂<90˚ Л.О.В.

β₂=90˚ Л.Р.

β₂<90˚ Л.О.Н.

A=H_XX

V

H_T

n₁

n₂

n=var H_T=A—B*V

H

n₃

A₁

_T=0

A

A₂

=B*V

V

A₃

=A/B=F*n

F

V

=f(D₂, b₂, β₂)

Рис.8.3.

Теоретическая характеристика мощности.

N_T=M·g·H_T=V·μ·g·H_T=V·g·ρ·(A—B·V)=g·ρ·[A·V—B·V²]=C·V—D·V² , (8.8)

N_T

β₂=90˚ Л.Р.

β₂>90˚ Л.О.В.

β₂<90˚ Л.О.Н.

V

Рис.8.4.

8.1. Действительный напор.

Действительный напор Н, создаваемый колесом, меньше Н_Т, т.к.:

1. часть энергии, получаемой жидкостью в рабочем колесе, затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений в проточной части машины. Эти потери учитываются гидравлическим КПД.

2. имеется отклонение действительной картины течения от предполагаемой струйной при бесконечном количестве лопастей. Это учитывается введением поправочного коэффициента μ на конечное количество лопастей. Н=η_Г·μ·Н_Т ; η_Г=0,8-0,96; μ<1 определяется по полуэмпирическим формулам Стодолы и Пфлейдерера. В ориентировочных расчетах принимают μ≈0,8.

8.2. Гидравлические потери в проточной части нагнетателя.

Δh

ΣΔh

Δh_ТР

Δh_УДАР

V

Рис.8.5.

8.2. Действительные характеристики при n=const.

Н_Т=Н+ΔН. Н<Н_Т на величину потерь напора в проточной части машины.

Потери напора при изменении V меняются вследствие:

1. изменения сопротивления проточной части пропорционально квадрату скорости потока Δh_ТР ~V² .

2. и

   Н_Т Л.О.Н.

   Н

   зменения направления скорости на входе в межлопастные каналы (удар о входные кромки лопастей и образование вихревых зон). Нагнетатели с характеристиками такого типа (наличие максимума) могут работать неустойчиво, что является отрицательным свойством нагнетателя.

Н

Н_Т Л.О.В.

η

ΣΔh

H=f(V)

Н_max

Н

V

Рис.8.6. Рис.8.7.

η

N

ΔН

N

η=f(V)

η_max

N_Т

N_XX

V

V

Рис.8.8. Рис.8.9.

, (8.9)

При V=0, N_T=0, N=N_XX

Потери мощности на холостом ходу обусловлены циркуляционными потоками в проточной части машины и рабочем колесе, дисковым трением о жидкость (газ), механическим трением в сальниках и подшипниках. При η_MAX—оптимальный режим.

Пуск центробежных машин осуществляется при закрытых задвижках (на нагнетание), т.е. на холостом ходу, т.к. пусковые токи электродвигателя больше номинальных в пять раз и для того, чтобы ограничить эти токи—холостой ход.