3. Профилирование канала колеса в меридианном сечении

Исходным положением профилирования канала в меридианном сечении для получения высоких энергетических и кавитационных качеств колеса является обеспечение плавности изменения скоростей от входного отверстия колеса и до выхода из него. С этой целью задаются графиком изменения скоростей в функции от радиуса или длины средней линии канала. Поскольку проектируемый насос имеет коэффициент быстроходности и обладает обычными кавитационными качествами, профилирование канала колеса в меридианном сечении производится в следующей последовательности:

1. Наносится перпендикулярно оси вращения OZ линия АБ;

2. На расстоянии от линии АБ откладывается отрезок длиной, равной ;

3. Затем наносятся линии, параллельные оси OZ, отстоящие от последней на расстояния, , ;

4. Справа строится эпюра скоростей , изменяющихся по радиусу прямолинейно от значений и до ;

5. Имея для любой точки произвольного радиуса величину из графика, по уравнению неразрывности определяются значения ширины канала (Таблица 4):

6. Получив таким образом для различных точек ширину канала, проводятся окружности с диаметрами касательно к линии АБ;

7. Проводится огибающая к этим окружностям, не доводя до линии ;

Таблица 4 – Данные для построения меридианного сечения

0,173	5,214	19,292
0,16	5,622	19,346
0,15	5,936	19,544
0,14	6,25	19,888
0,13	6,564	20,393
0,12	6,878	21,084
0,11	7,192	21,997
0,1	7,506	23,184
0,09	7,82	24,726
0,08	8,134	26,743
0,068	8,950	28,592

Рисунок 3 – Меридианное сечение рабочего колеса

4. Построение равноскоростного потока

1. Для построения равноскоростного потока меридианное сечение колеса разделяем поверхностями тока на ряд элементарных струек с одинаковыми расходами:

где число струек.

2. Из условия определения равноскоростного потока для построения последнего по каждой линии, нормальной к линиям тока имеем:

3. Построение потока ведется путём последовательного приближения (Error: Reference source not found). Два граничных сечения разбиваются на равновеликие участки. Во входном сечении намечаются точки А, Б, В, с соответствующими радиусами, полученными из условия равенства расходов по трубкам тока:

4. В выходном сечении ширину канала делят на равные участки, т. е. . Получив таким образом начальные и конечные точки линий тока 𝑠, приблизительно наносятся в средней части потока нормальная линия V-V и разбивается на n участков, удовлетворяющих условию . Далее через начальные, средние и конечные точки проводится в первом приближении линия тока s. Так же наносятся нормальные линии IV-IV, VI-VI и т. д., вписывая окружности диаметром так, чтобы нормальная линия проходила через точки касания окружностей к линиям тока s, и проверяется условие для каждой нормали, корректируется ход линий тока s и получается второе приближение их положения:

5. По второму приближению линий тока строится второе приближение нормальных линий, удовлетворяющих приведённому выше условию. При этом отклонение составило не должно превышать 2%:

6. Меридианную скорость по линиям, нормальным к линиям тока, определяется по формуле:

Сечение	Поток
I	B'B-Б'Б	173	9,65	1669,45	1669,45	0	5,21	0,055
	Б'Б-A'A	173	9,65	1669,45		0
II	B'B-Б'Б	144,4	9,88	1426,672	1424,54	0,15	6,11	0,055
	Б'Б-A'A	144,26	9,86	1422,4036		0,15
III	B'B-Б'Б	120,23	10,55	1268,4265	1266,37	0,16	6,87	0,055
	Б'Б-A'A	119,84	10,55	1264,312		0,16
IV	B'B-Б'Б	94,27	12,17	1147,2659	1147,39	0,01	7,58	0,055
	Б'Б-A'A	89,86	12,77	1147,5122		0,01
V	B'B-Б'Б	78	13,41	1045,98	1049,59	0,35	8,29	0,055
	Б'Б-A'A	67,6	15,58	1053,208		0,34
VI	B'B-Б'Б	67,25	14,22	956,295	966,18	1,03	9,01	0,055
	Б'Б-A'A	51,48	18,96	976,0608		1,01
VII	B'B-Б'Б	64,495	15,09	973,22955	972,72	0,05	8,95	0,055
	Б'Б-A'A	46,495	20,91	972,21045		0,05

7. На основании таблицы 5 строится график изменения вдоль каждой расчётной линии тока (рисунок 5) в зависимости от её длины (таблица 6). Длина линий тока определяется из чертежа.

Таблица 6 – Длины линий тока

Сечение
		s, мм	s, мм	s, мм
I	5,21	0	0	0
II	6,11	28,73	28,64	28,49
III	6,87	53,15	53,07	52
IV	7,58	85,04	81,06	76,31
V	8,29	114,09	104,15	93,63
VI	9,01	146,54	128,65	111,67
VII	8,95	177,99	153,66	132,12

Рисунок 4 – Равноскоростной поток

Рисунок 5 – График изменения меридианной скорости в зависимости от s