3.4.4. Типы лопаток рабочего колеса насоса и влияние их формы на величину теоретического напора

От формы очертания лопаток рабочего колеса зависит величина теоретического напора и кпд.

По форме очертания лопатки разделяют:

- отогнутые назад, считая по ходу вращения рабочего колеса (рис. 80 а);

- отогнутые вперед (рис. 80 б);

- с радиальным выходом (рис. 80 в).

Рис. 80. Формы лопаток рабочего колеса

Из параллелограмма скоростей на выходе потока из рабочего колеса можно записать:

откуда

. (284)

Подставив в уравнение (281)

. (285)

Рассмотрим три рабочих колеса, имеющих разные типы лопаток:

1. отогнутые назад; угол, тогда;

2. отогнутые вперед по направлению вращения рабочего колеса; ,;

3. с радиальным выходом; ,.

Таким образом, следует, что при увеличении угла увеличивается напор, развиваемый насосом, а также абсолютная скорость v₂. Но желательно из полной удельной энергии потока иметь как можно большее значение потенциальной энергии.

Рассмотрим, какую роль играют типы лопаток на :

Обозначим потенциальную энергию давления - статический напор, а кинетическую энергию - динамический напор. Тогда:

Отношение коэффициент реактивности рабочего колеса. С увеличением углавозрастаетv₂, а следовательно и динамический напор , а статический напор и А – уменьшаются.

Таким образом:

• при -создается на 50% за счет и на 50% ;

• при - в созданиибольшую роль играет ;

• при в созданиибольшую роль играет .

С точки зрения получения максимального коэффициента реактивности А наиболее выгодными являются лопатки первого типа, отогнутые назад, так как они обеспечивают наименьшие гидравлические потери и большую производительность.

Лопатки второго типа, отогнутые вперед, создают при движении жидкости большие гидравлические потери, вследствие резкого увеличения сечения канала между лопатками КПД снижается.

Лопатки третьего типа, с радиальным выходом, являются промежуточным вариантом.

В современных центробежных насосах, как наиболее выгодные, применяют лопатки первого типа, отогнутые назад, при оптимальных рабочих углах

; ;;

3.4.5. Зависимость между основными рабочими параметрами насоса.

Подача центробежного насоса может быть выражена следующей формулой:

где		- наружный диаметр рабочего колеса;
		- ширина рабочего колеса на выходе;
		- радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе;
		- объемный КПД насоса.

Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса пропорциональна окружной скорости, а следовательно и частоте вращения рабочего колеса:

.

Поэтому связь между подачей и частотой вращения при разных режимах насоса и неизменном КПД выражается зависимостью:

. (286)

Как следует из основного уравнения центробежного насоса, развиваемый им напор пропорционален разности произведений абсолютных скоростей на окружные скорости движения жидкости на выходе из рабочего колеса и при входе в него, тогда можно записать:

тогда для двух режимов работы насоса:

. (287)

Мощность насоса прямо пропорциональна произведению , т.е

,

тогда

. (288)

Зависимости между основными параметрами выведены при условии постоянства кпд насоса.