Универсальные характеристики насоса.
Характеристики одного и того же насоса зависят от частоты, вращения рабочего колеса. Поэтому в эксплуатационных расчетах, помимо частных характеристик, пользуются совмещенными характеристиками напоров, мощностей и КПД для различных частот вращения. Такие характеристики называются универсальными. Они позволяют судить о значениях Q, H, N и при всех практически возможных частотах вращения рабочего колеса.
Рис. 18 Универсальные характеристики насоса
Универсальную характеристику получают путем испытания насоса при различных числах оборотов вала насоса. На график наносят кривые Q–H; Q–N для различных частот вращения вала насоса (рис. 18). На кривых Q–H отмечают точки равных КПД, которые соединяют линиями =const. По характеристике легко можно определить n, и N для любого сочетания параметров Q и H.
Универсальную (регулировочную) характеристику с достаточной точностью можно построить, имея экспериментальную характеристику Q–H при одном значении n, используя уравнения пропорциональности.
Законы подобия насосов.
Моделирование насосов позволяет на основе подобия физических процессов в проточной части модельного насоса судить о гидродинамических характеристиках потока в натурном насосе. Практика показывает, что до изготовления машины в натуральную величину целесообразнее выполнить и испытать уменьшенную её модель, а потом, имея пересчетные формулы, вытекающие из условий подобия, получить рабочие параметры натурной машины.
Подобие насосов базируется на теории о механическом подобии движения реальной жидкости. Главное положение этой теории заключается в необходимости выполнения условий геометрического, кинематического и динамического подобия.
Геометрическое подобие предполагает равенство отношений сходственных размеров модели и натуры. Математически геометрическое подобие сравниваемых насосов определяется постоянством линейного коэффициента подобия (линейный масштаб)
(64)
где
– соответственно диаметры и ширина
колёс модельного и натурного насосов.
Геометрическое подобие означает также подобие шероховатостей обтекаемых потоком поверхностей и зазоров между движущимися и неподвижными деталями насосов. Но выполнение этого требования в практике моделирования гидравлических машин возможно далеко не всегда. Действительно, при значениях ML=20...30 какие-либо выступы или неровности размером 1...2 мм точно воспроизвести на модели не удается.
Кинематическое подобие предполагает равенство отношений скоростей в сходственных точках проточной части сравниваемых насосов или иначе говоря, полную идентичность полей безразмерных скоростей в модели и натуры. Применительно к насосам это означает подобие параллелограммов скоростей в соответствующих точках потока для всех элементов проточной части двух геометрически подобных, работающих в одинаковых режимах. Математически условия кинематического подобия могут быть выражены в виде ряда отношений:
(65)
Динамическое подобие выражается постоянством отношений сил одинаковой природы, действующих в сходственных точках геометрически и кинематически подобных машин. Так как этими силами являются силы давления, инерции, тяжести, трения, то подобие определяется равенством чисел Рейнольдса, Фруда, Струхаля, Эйлера.
(66)