39. Вплив частоты вращения рабочего колеса на характеристики центробежного насоса

В условиях производства часто возникает потребность у определении характеристик насосов при частотах вращения, которые отличаются вот номинальной частоты вращения. Для расчетов в таких случаях пользуются формулами пересчета. В этом случае D = const и формулы пересчета принимают вид:

эти зависимости называют законом пропорциональности.

Вакууметрическую высоту всасывания можно вычислить по формуле:

Закон пропорциональности по одной характеристике (Q - H) позволяет построить ряд характеристик для разных частот вращения. Для этого из уравнений пропорциональности изымают частоту вращения :

Имеем уравнение параболы с вершиной у начале координат, которая проходит через точку а с координатами Qa; Ha. Задавшись разными величинами частот вращения, по формулам пропорциональности высчитывают координаты точек Qa1 - Ha1; Qa2 - Ha2 ;.; Qai - Hai, куда переместится точка а при частотах вращения n1 ; n2 ;.; ni. Все эти точки лежат на параболе, которая проходит через точку но и имеет вершину у начале координат. Эта парабола (0; аі; а2; а1; а) называется параболой подобных режимов. Наибольшего значения коэффициент полезного действия насоса достигает при номинальной (расчетной) частоте вращения. При любой другой частоте вон уменьшается. Это вызвано тем, что влияние гидравлических и механических потерь разное при разных частотах вращения.

40. Головне уравнение лопастного насоса (уравнение Эйлера).

Эта зависимость была открыта в середине XVIII века Леонардом Эйлером и называется уравнением Эйлера, или главным уравнением лопасного насоса.

Анализ этого уравнения показывает, что повысить напор насоса можно разными способами:

--за помощью увеличения окружной скорости на выходе из колеса, для этого нужно увеличивать количество оборотов и внешний диаметр рабочего колеса;

--за помощью уменьшения угла α2. Одновременно величина проекции абсолютной скорости движения жидкости на направление окружной V2u = V2cos α2 будет увеличиваться. Теоретически максимальным значение V2u = V2 будет при кутье α2 = 0 (cos 0 = 1), но при этом подача насоса будет равняться нулю (см. формулу для теоретической подачи насоса : при α2 = 0, sin 0 = 0). Поэтому во время конструирования центробежных насосов чаще всего принимают α2 = 8 - 12˚;

--при неизменных параметрах потока на выходе из рабочего колеса напор насоса можно повысить путем уменьшения произведению u1V1u. Величину u1 уменьшать нет смысла, потому что одновременно еще больше уменьшится величина u2. Потому при конструировании насосов пытаются уменьшить величину V1u=V1cos α1. Если жидкость входит в рабочее колесо в радиальном направлении (то есть угол α1= 90˚), то V1u = 0.

41. Обточка рабочего колеса центробежного насоса.

Для расширения поля работы насоса в практике проектирования и эксплуатации часто используют обточку рабочего колеса насоса, то есть уменьшают внешний диаметр колеса D2.

Подачу Qобт и напор Нобт насоса с рабочим колесом, которое обточено к диаметру Dобт можно определить из уравнений закона подобия, если известны подача Q и напор Н насоса с номинальным (необточенным) колесом діаметром D.

При расчетах обточки по формулам режимные точки перемещаются по квадратичным параболам с вершинами у начале координат, а характеристики Q - H насоса с обточенным колесом строятся аналогично характеристикам с другой частотой вращения.

Коэффициент полезного действия центробежного насоса при обточке рабочего колеса можно рассчитать по формуле Муди :