2065

Величина критического кавитационного запаса определяется по формуле ВНИИ Гидромаша:

- коэффициент кавитации; В работе [1] коэффициент предлагается рассчитывать по эмпирической

зависимости

a0 0,115 s1, (17)

где a0 - эмпирический коэффициент, величина которого зависит от ряда геометрических параметров лопатки на входе колеса;

Если учитывать все рекомендации, предлагаемые в работе [1] по проектированию входного антикавитационного участка колеса, то для оседиагональных колѐс насосов БНА значение коэффициента a0 может не превышать величины 0,011. Таким образом

0,011 0,115 s1. (18)

Антикавитационное совершенство насоса характеризуется кавитационным коэффициентом быстроходности

- 13 -

обобщающих опыт оптимального проектирования насосов. Эти зависимости

нt

nst

Рис.5 Графические зависимости параметров: rв2 f nst , нt f nst

В качестве аргумента в зависимостях используется теоретический коэффициент быстроходности

Используется понятие коэффициента скорости на наружной поверхности колеса, а также коэффициента теоретического напора выражение (25) можно преобразовать к виду:

tн

- 15 -

Для практических целей параметры rb2 , tн , 1н , 2н , qs2 , s2 , ps2 , Tt , Cкр удобно представить в виде функциональных графических зависимостей

от теоретического коэффициента быстроходности nst .

Кроме выше указанных зависимостей на рис.6 приведены также и другие параметры, а именно: коэффициент диаметра на входе в рабочее колесо - kD1, коэффициент диаметра на выходе рабочего колеса - kD2 . Эти параметры не являются функционально независимыми, поскольку могут быть выражены посредством выше указанных параметров, однако, в практике насосостроения параметры kD1 и kD 2 широко используются для обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований

Введѐм еще один параметр, составленный из одних и тех же элементов что и параметр nst (см.. выражение(27)), только в другой комбинации

Значение этого параметра (в дальнейшем будем называть как входной коэффициент теоретического напора) в виде функции от коэффициента nst также

представлены на рис.6.

Приступая к проектированию насоса естественно невозможно прогнозировать его экономичность. В связи с этим в первом приближении принимают значение гидравлического К.П.Д

- 16 -

u o 0,70...0,75

nst

Рис.6. Графическое представление зависимостиосновных параметров насоса от теоретическогокоэффициента быстроходности nst .

Далее параметры насоса определяются следующим образом: 1.Определяется теоретический напор насоса:

Cкр , wt , nst , qs2 , 2н .

Перейдем к вопросу определения осевых размеров оседиагонального рабочего колеса и насоса.

Рабочее колесо условно делится на три характерные участка, рис.7.

Во входном (антикавитационном) участке - 1 создаются пространственновременные условия для ограничения распростронения профильной кавитационной каверны вдоль оси колеса. Профильная кавитационная каверна возникает на лопатках со стороны всасывания при относительно низком давлении жидкости поступающей в насос. Схема кавитационного течения жидкости показана на рис.8.

Длина распростронения каверны вдоль лопатки не превышает величины шага решетки

- 18 -

где zi - количество лопаток на антикавитационном участке колеса.

Рис 7. Оседиагональное рабочее колесо: 1-входной(антинавигационный) участок; 2-диагональный участок; 3-выходной(напорный) участок.

Далее каверна теряет устойчивость и переходит в двухфазный турбулентный след, который размывается основным потоком жидкости на некотором расстоянии Lсл. Таким образом, для уменьшения до минимума влияния каверны на течение жидкости на диагональном и входном участках колеса необходимо чтобы осевая длина антикавитационного участка примерно соответствовала величине:

где l1 - угол установления лопатки (рис.8).

Для определения величины шага th необходимо знание количества лопаток zi. . Малое количество лопаток увеличивает осевую длину колеса, а при

большом количестве лопаток в связи с конечной их толщиной имеет место чрезмерное загромождение проточной части и возникают трудности фрезеро

- 19 -

вания узких межлопаточных каналов. Альтернативное решение этих вопросов

Рис.8. Схема навигационного течения жидкости в решетке лопаток на входном участке диагонального колеса.

где ат. - угол атаки потока на лопатку (рис.8).