Принцип устройства, действия

Рассмотрим поставленный вопрос на примере насоса с жестколопаст­ным рабочим колесом. Рабочее колесо по устройству напоминает гребной винт, и имеет ступицу и лопатки. Лопасти – крыловидного профиля, с за­круткой вдоль радиуса рабочего колеса. Число лопастей – . В корпус перед колесом может устанавливаться направляющий аппарат (для преду­преждения закрутки потока перед колесом).

1. – корпус.

2. – защитная труба.

3. – вал.

4. – выправляющий аппарат.

5. – лопасть выправляющего аппарата вал.

6. – лопасть рабочего колеса.

7. – рабочее колесо.

Во время действия насоса рабочее колесо вращается с постоянной угловой скоростью. Жидкость движется через межлопастные каналы колеса, обтекая лопасти. Взаимодействие лопастей рабочего колеса с потоком жидкости можно показать, развернув одно из кольцевых сечений колеса в виде бесконечной решетки профилей, которая совершает поступательное движение.

Обтекание лопастей жидкостью сопровождается интенсивным вихреобразованием в пограничном слое и, как следствие, возникновением циркуляционного движения вблизи колеса.

Циркуляционное движение накладывается на основной поток, что приводит к уменьшению скорости на вогнутой, и увеличению на выпуклой стороне лопастей. В соответствии с изменением скорости, изменяется давление жидкости на лопасти, и образуется гидродинамическая сила давления на лопасти, приложенная в центре гидродинамического давления. Эта сила раскладывается в 2-х координатных системах: в системе лопасти, одна из осей координат которой совпадает с – на силу сопротивления лопасти и подъёмную силу .

В системе потока одна из осей совпадает с направлением оси рабочего колеса; сила раскладывается на окружную силу , направленную перпендикулярно оси рабочего колеса, и силу , направленную параллельно оси колеса. Это силы, с которыми жидкость действует на лопасть. Реакции всех указанных сил действуют на жидкость. Реакция вовлекает жидкость в переносное окружное движение в направлении вращения колеса и сообщает ей переносную окружную составляющую . Реакция вовлекает жидкость в поступательное движение вдоль оси рабочего колеса и сообщает ей поступательную составляющую скорости . Абсолютная скорость определяется в результате построения параллелограмма скоростей.