Движение жидкой среды в рабочем колесе насоса
Жидкая среда к рабочему колесу насоса подводится в осевом направлении, и каждая ее частичка движется поступательно, с абсолютной скоростью С. Попав в межлопаточное пространство колеса каждая из них принимает участие в сложном движении. На рис. 1.4 показаны схемы движения частиц жидкой среды в одном й том же рабочем колесе в некоторый момент времени. Движение частицы 1, вращающейся вместе с колесом (рис. 1.4,а), характеризуется вектором окружной (переносной) скорости U, .направленным перпендикулярно к радиусу вращения (или по касательной к окружности вращения). Кроме того, эта же частица перемещается относительно колеса (рис. 1.4,6) и характеризуется вектором относительной •скорости W, направленным по касательной к линии тока в относительном потоке (поскольку линия тока в относительном потоке совпадает с поверхностью лопатки, вектор относительной скорости будет направлен по касательной к поверхности лопатки). Абсолютное движение частицы 1 характеризуется вектором абсолютной скорости, равным геометрической сумме векторов окружной и от-носительной скоростей (рис. 1.4, в), т. е. C=U- -W. Таким образом, различные механические включения); теплофикационные (для подачи чистой воды с температурой выше 105 °C); химические (для подачи агрессивных жидких сред — кислот, щелочей и т. д.); баг-герные (для гидрозолоудаления на тепловых электростанциях и для подачи жидких сред с абразивными примесями, шлаком и т. д.); песковые (для подачи песка); землесосы или грунтовые (для подачи гидромассы — песка, размельченного грунта и других горных пород). По расположению вала — горизонтальные, вертикальные. По плоскости разъема корпуса — с осевым, торцевым разъемом и •секционные. По условиям монтажа — наземные, плавающие и погружные. По способу соединения с двигателем — приводные (со шкивом или редуктором); соединяемые непосредственно с двигателем через муфту; моноблочные (рабочее колесо установлено на удлиненном конце вала электродвигателя).
Для рассмотрения кинематики потока при движении. жидкой среды в рабочем колесе принято строить треугольники скоростей пггвходной 1 и выходной 2 (рис. 1.5) кромках лопатки, предполагая при этом, что во всех точках сечений на входе в рабочее колесо и на выходе из него треугольники скоростей будут такими же.
На рис. 1.5 приведены основные величины, характеризующие размеры рабочего колеса и треугольники скоростей на входной и выходной кромках лопатки: Do — диаметр входного отверстия колеса; Di и Z2 — диаметры на входе в каналы и на выходе из них (диаметры входа и выхода); Ь» г2— радиусы входа и выхода; bi„ bz— ширина лопатки (каналоб) на входе и выходе; Si, S2— толщина лопатки на входе и выходе; U , U% — окружные скорости на входе и выходе; Wi, W2—относительные скорости на входе и выходе; Ci, Cz — абсолютные скорости на входе и выходе; аь а2 — углымежду векторами абсолютных и окружных скоростей на входе и выходе; р2 — углы между векторами относительных и продолжениями векторов окружных скоростей на входе и выходе;. Си , Cuz — проекции абсолютных скоростей на направление окружной скорости на входе и выходе; Cri, Сг2 — проекции абсолютных скоростей на направление радиуса (меридиональные скорости).
Определим площади сечений на входе и выходе рабочего колеса, которые представляют собой цилиндрические поверхности высотой bi и диаметром £i на входе и b2, D2 на. выходе. Без учета стеснения лопатками толщиной Si на входе и S2 на выходе
,а с учетом стеснения:
Треугольники скоростей могут быть построены вне схемы рабочего колеса, но при этом следует соблюдать условие: за направление радиуса принимается вертикаль, а за направление окружной скорости — горизонталь (рис. 1.6, а, б).
Окружная скорость определяется по формуле где D — диаметр окружности, на которой определяется—скорость, м; п — частота вращения рабочего колеса.
Кроме векторов скоростей (U, W и С), параллелограмм включает элементы, основными из которых являются Сг — проекция абсолютной скорости на направление радиуса и Си — проекция абсолютной скорости на направление окружной.
По Сг определяется подача жидкой среды рабочим колесом насоса.
Разделим правые и левые части уравнений соответственно на л£1 и л£2. После преобразования получим:
