Изменение параметров по тракту центробежного насоса

Согласно формуле Эйлера, напор насоса с бесконечным числом лопаток может быть определен по следующей зависимости:

где: G_2,U - проекция абсолютной скорости на выходе из крыльчатки на окружную скорость (окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из крыльчатки).

В насосе с бесконечным числом лопаток любая струйка жидкости, перемещающаяся от входа в колесо к спиральной камере, имеет одинаковые параметры. При конечном числе лопаток это условие нарушается. Со стороны лопатки, оказывающей силовое воздействие на жидкость, давление будет больше, рис.66,а. Такая неравномерность полей давлений связана с неравномерностью полей скоростей, рис.66,6. Относительная скорость будет больше на стороне лопатки, не оказывающей давление на жидкость.

Указанные распределения параметров вызывают изменения характера скорости жидкости в межлопаточном канале, т.е. приводят к появлению циркуляционных течений и к некоторому отклонению потока на выходе в сторону противоположную вращению, что определяет снижение напора, создаваемого насосом.

Рис.65

Треугольники скоростей на входе и на выходе из крыльчатки центробежного насоса

Потери на циркуляцию оцениваются коэффициентом потерь насоса n_Л, который характеризует снижение напора, за счет конечного числа лопаток.

Где

Теоретический напор насоса с конечным числом лопаток определяется из соотношения:

Для центробежного насоса:

где: D_1,CP- средний диаметр лопатки крыльчатки на входе; - угол наклона лопатки крыльчатки на выходе .

Рис.66

Неравномерности полей давления, скорости и пульсации в межлопаточном канале крыльчатки

Объемная производительность насоса может быть определена по следующей зависимости:

где:

b₂ - ширина выходного сечения крыльчатки.

Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе из крыльчатки С2,г определяется из выражения:

Теоретический напор насоса при бесконечном числе лопаток, с учетом, рис.67, что:

равен:

Рис.67

Треугольник скоростей на выходе из центробежного насоса

Напорная характеристика насоса представляет зависимость напора от объемной производительности при постоянном числе оборотов крыльчатки, рис.68.

Рис.68

Напорная характеристика насоса с бесконечным числом лопаток крыльчатки

В центробежных насосах меньше , т.к. при увеличении наблюдается существенный рост гидравлического сопротивления жидкости в межлопаточном канале.

Поток жидкости при движении от входного сечения насоса до выхода аз диффузора испытывает неоднократные повороты, проходит сужения и расширения канала, обтекает входные кромки лопаток и т.п. Во всех этих случаях теряется энергия на преодоление местного сопротивления, кроме того, всегда существуют потери на трение жидкости о стенки. Эти суммарные потери энергии в процессе течения жидкости через насос составляют гидравлические потери.

Зависимость гидравлических потерь в насосе от объемной производительности очень сложна: минимальные гидравлические потери имеют место при расчетном режиме течения жидкости, т.е. при расчетном значении объемной производительности насоса. Действительная напорная характеристика насоса Нд= f ( V) представляет собой параболу, рис.69.

Рис.69