27. Лопастные трансформаторы.

В современной технике применяется большое количество разновидностей гидромашин. Наибольшее распространение получили объемные и лопастные насосы и гидродвигатели.

Рабочим органом лопастной машины (трансформатора) является вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями. Энергия от рабочего колеса жидкости (лопастный насос) или от жидкости рабочему колесу (лопастный двигатель) передается путем динамического взаимо-действия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью. Рассмотрим подробнее механизм передачи энергии в лопастной гидромашине. При обтекании потоком крылового профиля (например, крыла самолета) на его верхней и нижней поверхностях образуется перепад давления и следовательно, возникает сила Р, которая называется подъемной силой. Аналогично этому возникает подъемная сила на лопатках рабочего колеса лопастной гидромашины при движении их в жидкости.

У лопастного насоса направление момента подъемных сил противоположно направлению вращения рабочего колеса. Преодолевая этот момент при вращении, колесо совершает работу. Для этого к колесу от двигателя подводится энергия, которая, согласно закону сохранения энергии передается жидкости и увеличивает ее удельную энергию. В дальнейшем удельная энергия жидкости частично превращается в тепло из-за трения между слоями жидкости в насосе и, следовательно, теряется частично остается в форме механической удельной энергии, составляя полезный напор насоса. Насос конструируют так чтобы потери энергии быта возможно малыми.

У лопастного двигателя (гидротурбины) направление момента подъемных сил совпадает с направлением вращения колеса. Воздей-ствуя на лопатки ж. вращает рабочее колесо, передавая ему энергию.

Лопастные насосы бывают одно- и много- ступенчатыми. Одноступенчатые насосы имеют одно рабочее колесо, многоступен-чатые – несколько последовательно соедин. рабочих колес, закреплен-ных на одном валу. У одност. насосов консольного типа рабочее колесо закреплено на конце (консоли) вала. Вал не проходит через область всасывания, что позволяет применить простейшую форму подвода в виде прямоосного конфузора. Насос двустороннего входа имеет раздваивающийся спиральный подвод. Жидкость входит в рабочее колесо с двух сторон двумя потоками. В рабочем колесе эти потоки соединяются и выходят в общий отвод.

28. Ф-лы пересчёта лопастных машин.

Теория подобия дает возможность по известной хар-ке одного насоса получить характеристику другого, а так же пересчитать характеристику насоса с одной частоты вращ. на др.

• Геометрическое подобие:

Спроектировали и провели испытания – модель

• Кинематическое подобие (необходимо чтобы на границах потоков средняя скорость жидкости у входа в насос была пропорциональна окружной скорости рабочего колеса):

то

Масштаб подачи:

Масштаб напора:

Масштаб мощности:

– предусматривает изменение геометрических размеров.

За базовый размер принимается внутр. диаметр полости тора.

Анализ:

• Относит 𝜆: Qн=Qм*𝜆³ => увеличение D в 2 раза увеличивает подачу в 8 раз.

• Hн=Hм*𝜆². 3. Nн=Nм*𝜆⁵. Если 𝜆=1,то n2 = 2n1, то Q2 = Q1*n2/n1, N2 = N1*(n2/n1)³, H2=H1*(n2/n1)².

Коэф. быстроходности :