2015-05-12
1335
Для рационального подбора центробежных насосов применительно к конкретным условиям необходимо знать зависимость действительного напора, потребляемой мощности и к.п.д. от подачи. Графическое выражение зависимости напора Н, потребляемой мощности N и к.п.д. 
насоса от подачи Q при постоянной частоте вращения называют комплексной рабочей характеристикой насоса.
Для установления связи насоса 
с подачей Q сделаем следующие выкладки.
При бесконечном числе лопаток радиальная скорость
где 
- расход при бесконечном числе лопаток; 
- ширина рабочего колеса на выходе;
Из треугольника скоростей имеем:
Ранее имели 
.
Полученное выражение представляет собой линейную зависимость 
от 
и на графике выражает прямую линию 1.
При этом для лопаток, загнутые назад 
, зависимость теоретического напора при 
от расхода изображается прямой линией координатах 
, отсекающей на оси ординат отрезок 
, а на оси абсцисс отрезок 
.
При 
;
При 
.
При радиальном выходе из колеса 
напор
.
При 
второй член в скобках меняет знак на плюс, поэтому в этих случаях прямая восходящая.
|
|
|
Рисунок 3.17
Ранее было получено
.
Множитель 
для насоса данной конструкции является постоянной величиной (как следует из формул Проскура и Пфлейдерера), поэтому 
будет отличаться от на одну и ту же величину. Поэтому теоретическая характеристика 
с учетом конечного числа лопаток 2 будет размещаться ниже (параллельно).
При перекачке реальной жидкости, обладающей вязкостью действительные рабочие характеристики будут отличаться от теоретических на величину потерь напора в колесе насоса. Действительные рабочие характеристики , 
, 
центробежных насосов получают на заводских испытательных стендах при постоянной частоте вращения вала насоса, изменяя подачу насоса путем дросселирования задвижкой напорного патрубка. На рисунке показано, что напорные характеристики 3 у центробежных насосов могут быть двух видов: нисходящие 3, когда максимальной напор соответствует нулевой подаче и с восходящим участком 
, когда максимальный напор наступает при некоторой отличной от нуля подаче.
Потребляемая мощность насоса возрастает с увеличением подачи от 
до N, причем угол наклона характеристики 4 зависит от конструкции насоса.
Характеристика 5 с изменением подачи растет от нуля до максимального значения 
и затем падает до нуля при максимальной подаче.
При работе центробежных насосов действительная характеристика отличается от теоретического на величину потерь напора в каналах колеса 
.
Комплексная характеристика центробежных насоса позволяет определить оптимальные параметры его работы. Насосы стремятся использовать при таких параметрах, когда 
имеет свое максимальное значение напор, мощность, подача при максимальном к.п.д. является оптимальными.
|
|
|
Для построения характеристики используют характеристики и по известным значениям Q и Н находят полезную мощность:
.
Отношение 
в данной точке графика дает значение h для этой точки.
Разность напоров между теоретической и действительной напорными характеристиками невозможно оценить теоретически, т.к. гидродинамические процессы, происходящие в насосе весьма сложны. Потери напора связаны с большим числом параметров, которых не удается оценить (удар на входе в рабочее колесо, удар на выходе из него, гидравлические потери на стенках проточных каналов, вихреобразование и т.д.).
В целях практической оценки влияния вязкости жидкости на работу лопастных гидромашин можно применить эмпирическую формулу:
,
где 
- коэффициент насоса на вязкость (для центробежных насосов с 
, 
, здесь 
- разность между внешним и внутренним радиусами колеса, 
- отношение площади поперечного сечения проточной части на выходе из колеса 
к смоченному периметру этой площади).
