Как действует рабочее колесо

Теоретически напор осевых насосов определяется как отношение работы силы на длине шага лопастей к единице массы жидкости:

.

Гидродинамические потери определяются, как работа силы на единицу длинны шага к единице массы жидкости:

;

;

;

;

.

 

Лекция 10

Вихревые насосы

В вихревых насосах сообщение энергии жидкости производится с помощью лопастного рабочего колеса, и жидкость движется в межлопастных каналах данного колеса.

Существует два вида вихревых насосов – с открытым и закрытым боковым каналом корпуса насоса.

В первом случае насосы называются открыто-вихревые, во втором – закрыто-вихревые. Открыто-вихревые – одноступенчатые, закрытовихревые – одно- и много- ступенчатые; обладают самовсасывающей способностью.

Используются для перекачки незагрязненных, маловязких жидкостей и в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокий напор при небольшой подаче.

 

Принцип устройства, действия.

 

Рассмотрим поставленный вопрос на примере открыто-вихревого насоса. Жидкость из всасывающего патрубка поступает в боковой канал корпуса насоса и отводится в нагнетательный патрубок:

1 – боковой канал корпуса;

2 – межлопастной канал;

3 – корпус насоса;

4 – рабочее колесо;

5 – лопасть рабочего колеса;

6 – нагнетательный патрубок;

7 – всасывающий патрубок;

Во время действия насоса колесо движется с постоянной скоростью. Из всасывающего патрубка жидкость поступает в боковой канал и оттуда подсасывается в межлопастные каналы рабочего колеса, которое работает как колесо центробежного насоса. В межлопастных каналах на жидкость действуют 2 силы: сила давления лопастей и центробежная. Сила давления лопастей вовлекает жидкость в окружное движение и сообщает ей окружную составляющую скорости. Возникшие при этом центробежные силы вовлекают жидкость в поступательное движение в направлении периферии колеса и сообщают ей радиальную скорость . С такой скоростью жидкость движется через цилиндрическое сечение

.

Одновременно в межлопастные каналы подсасываются равные количества жидкости. Со скоростью через сечение

поток выходит в боковой канал, одновременно из бокового канала через кольцевое сечение

подсасывается равное количество жидкости, в боковом канале образуется кольцевой поток жидкости, который движется в направлении вращения колеса, последовательно перемещаясь из межлопастных каналов в боковой канал. В межлопастных каналах увеличивается скорость жидкости, в боковом канале увеличивается давление, поскольку сечения бокового канала больше сечения межлопастных каналов.

 

Напор и подача.

Выражение напора вихревых насосов показывают с помощью закона о количестве движения жидкости, развернув в виде прямой линии ось бокового канала.

Согласно закону, изменение количества движения секундной массы жидкости между двумя сечениями на участке равно сумме сил действую­щих на жидкость между этими сечениями:

 

 

1. – количество движения при входе.

2. – количество движения при выходе.

3. – сила давления на жидкость при входе на участок .

4. – сила давления на жидкость при выходе с участка .

– расход жидкости через межлопастные каналы к единице длинны бокового канала.

– скорость жидкости.

– средняя окружная скорость при выходе из колеса.

– площадь сечения бокового канала.

– давление жидкости при входе на участок .

– приращение давления жидкости на участке .

;

;

;

– теоретический напор насоса;

.

 

Подача насоса:

;

.

Движение жидкости в проточной части сопровождается интенсивным вихреобразованием и большими гидравлическими потерями:

до

В закрыто-вихревых насосах жидкость из всасывающего патрубка поступает в боковой канал и отводится в нагнетательный патрубок через окна в боковых крышках корпуса насоса.

 

Лекция 11