Завдання до самостійної роботи

5.1. Вивчити основні поняття кінематики і динаміки рідини.

5.2. Вивести рівняння Бернуллі для елементарної цівки ідеальної рідини.

5.3. Обґрунтувати введення у рівняння Бернуллі коефіцієнта Коріоліса.

Контрольні питання

1. За якими ознаками сталий рух рідини відрізняється від несталого, рівномірний від нерівномірного, напірний від безнапірного?

2. Чим відрізняється траєкторія частинки рідини від лінії течії?

3. Що називається розрахунковою моделлю потоку рідини?

4. Чи можливо виміряти швидкість елементарної цівки та середню швидкість потоку рідини?

5. Що враховується гідравлічним радіусом?

6. Яка геометрична та енергетична сутність членів рівняння Бернуллі?

7. Що називається гідродинамічним напором?

8. Що таке напірна та п’єзометрична лінія?

9. Що спричиняє втрати напору?

Лабораторна робота № 6 Тема: визначення основних параметрів відцентрових насосів

Мета роботи:Пізнання принципів перетворення механічної енергії в питому енергію рідини в лопатевих гідромашинах.

Порядок виконання роботи

Вивчити конструкцію та принцип дії лопатевих гідромашин за натурними зразками, плакатами та кресленнями; скласти ескізне креслення та виміряти основні лінійні та профільні геометричні параметри робочого колеса насосу, спірального кожуха, вхідного та вихідного патрубків; побудувати паралелограми векторів швидкостей частинки рідини на вході та виході робочого колеса.

Розрахунки

За лінійними розмірами та частотою обертання робочого колеса розраховуються основні параметри роботи відцентрового колеса: продуктивність, тиск та напір, потужність на валу та коефіцієнт швидкохідності насоса.

Продуктивність насоса, л/хв., визначається за співвідношенням

Q_n = 2kR₂³n10³, (6.1)

де k – кількість усмоктувальних сторін;

 = 0,05 – 0,09 – коефіцієнт продуктивності насосу;

R₂ - радіус зовнішньої окружності робочого колеса, м;

n = 2960 об/хв. – частота обертання валу колеса.

Окружна швидкість робочого колеса, м/с, розраховується

(6.2)

Радіальна швидкість руху рідинив робочому колесі визначається за формулою

(6.3)

де F_в = (2R₂ - z_л)b₂ – площа вихідного отвору робочого колеса, м²;

z і _л – відповідно кількість лопаток та товщина робочого колеса;

b₂ - ширина лопаток на виході робочого колеса, м.

За величинами окружної та радіальної швидкостей на виході робочого колеса з урахуванням профілю лопаток в масштабі будується паралелограм швидкостей на виході робочого колеса і визначаються відносна W і абсолютна С швидкості, а також кути між векторами швидкостей абсолютної та окружної ₂ і відносної і окружною ₂ у відповідності з рис. 6.1.

Тиск, Па, і напір, м, розраховуються за формулами

Р_н = іU₂² і (6.4)

де і – кількість ступенів багатоступеневого насосу;

 - густина рідини, кг/м³;

 - коефіцієнт напору, який дорівнює 0,30 – 0,60 – для робочих коліс з лопатками, загнутими назад, 0,60 – 0,80 – з радіальними лопатками і 0,80 – 1,20 – з лопатками, загнутими вперед.

Рис. 6.1. Побудування паралелограму швидкостей.

Потужність на валу насосу, кВт, дорівнює

(6.5)

де _н = 0,60 – 0,80 – коефіцієнт корисної дії насосу.

Коефіцієнт швидкохідності насосурозраховується за формулою

(6.6)