performanță teoretică Pompă centrifugă

Pentru prima dată, ecuația de bază a pompelor centrifuge a fost derivat membru al Academiei St. Petersburg de Științe, celebrul matematician si mecanicii de Euler.

Pompa de fluid centrifugal este furnizat paletele rotorului în lungul axei arborelui (Fig. 48). La intrarea lama deviaza jetul de direcție axială spre radial. Lichid este furnizat lama cu rata absolută și pe circumferința exterioară a cursului său de viteza rotorului.

Particulele de fluid dintre lamele rotorului fac mișcare complexă. În primul rând, ele sunt implicate în rotație, la o viteză de rotație a portabile și, pe de altă parte, lamele sunt deplasate de-a lungul cu viteza relativă.

Pentru simplificare, se presupune că mișcarea fluidului este pulverizare și traiectoria fiecărei particule se repetă contururi lame. O astfel de mișcare ar fi fost un număr infinit de lame.

Viteza absolută a fluidului este egală cu suma geometrică a portabile (circumferință) și vitezele relative (paralelogramul de viteză în Fig. 48)

Trebuie remarcat faptul că viteza circumferențială este tangentă la cercul pe care se află particula, iar viteza relativă este tangentă la suprafața paletei la acel punct.

Componenta radială a vitezei absolute la rotorul este egal cu janta

și componenta periferică

unde - unghiul dintre direcția vitezei absolute și tangențial la circumferința; - care se referă la „radial“; - care se referă la „cercul“.

Codurile „1“ și „2“ pentru a indica valorile luate respectiv la intrarea rotorului și orificiul de evacuare al acestuia.

Viteza circumferențială a rotorului la ieșire

în care - diametrul rotorului, m; - numărul de rotații pe minut.

componenta radială a vitezei absolute poate fi determinată din ecuația de continuitate a fluxului

unde - debitul teoretic al trecerii lichidului prin roata, m3 / s; - o zonă deschisă la ieșirea roții, m2; - lățimea rotorului la priză, m; - lame coeficient de etanșeitate curent de evacuare; importanța sa pentru pompele mici trebuie să fie egală cu 0,9 și pentru mare - 0,95.

In mod similar, se poate determina magnitudinea vitezei absolute, viteza periferică, unghiul dintre viteza relativă și un rotor de intrare tangențial. Viteza absolută de intrare este dependentă de caracteristicile de proiectare ale rotorului; pentru cele mai multe pompe de unghi de intrare atunci când modul optim este atribuit egal cu 90 °, pentru a evita lovitura de berbec; întrucât viteza circumferențială la intrare (intrare radială).

Coeficientul de etanșeitate la jet la intrare testele de laborator pot fi luate pentru pompe mici la 0,75 pentru mari - 0,83.

Pentru a preveni șocul hidraulic pe admisia fluidului la rotor este necesar ca viteza sa este variată, fie în mărime sau direcție, t. E. Direcția vitezei relative la intrare trebuie să coincidă cu direcția de îndoire a corpului lamei. Practica și experiența arată că un unghi de deviație mică de 7-8 ° la fluxul de lamele nu se dezlipește și, prin urmare, pierderea de impact hidraulic poate fi luată egală cu zero. Acest lucru permite palele rotorului la intrarea pentru a efectua câteva mai bine decât starea de intrare non-impact. În plus, marginea conducătoare a lamelor să fie rotunjite.

După analizarea datelor preliminare poate trece la încheierea ecuația fundamentală a pompei centrifuge.

Mai sus sa presupus că rotorul are un număr infinit de mare de palete, iar lucrările continuă, fără pierderi hidraulice; Acest lucru sugerează că întregul flux al unei roți compusă din fluxuri elementare identice cu spațiul roții formă interblade și că viteza la toate punctele de pe suprafața cilindrică a aceeași rază.

După cum știți, lucrările privind circulația lichidului este egală cu

în cazul în care - un volum de greutate lichid; - performanță teoretică; - presiunea teoretică.

Folosind ecuația momentului unghiular, care, în flux constant poate fi formulată ca: schimbarea momentului cinetic al masei fluidului care curge pe unitatea de timp, la trecerea de la o secțiune la alta, nici timpul forțelor exterioare aplicate fluxului între aceste secțiuni. Referindu-se la poziția pompei centrifuge, se poate observa că forțele externe sunt aplicate fluxului sub acțiunea paletelor rotorului. Pentru 1 sec prin rotor curge volum Canale de lichid este numeric egal cu debitul pompat; masa sa este egală cu

Momentul cinetic al razei de curgere la intrarea rotorului (fig. 49) este egală cu

Aici - lungimea perpendiculara a scăzut de la centrul roții în direcția vitezei.

Prin urmare, impulsul unghiular al fluxului care vine de pe raza roată la ieșire

Astfel, modificările momentului cinetic al fluxului de fluid care curge prin roata timp de 1 secundă, este egal cu

Conform Fig. 49

Înlocuind aceste valori în expresia de mai sus, avem

Înmulțind ambele părți ale vitezei unghiulare, obținem

în cazul în care este cardinalitatea cheltuită pentru transmisia puterii de fluid.

debit de alimentare transportă un al doilea lichid; în cazul în care acest lichid are presiunea, debitul are o capacitate

Prin urmare, putem scrie

Având în vedere că ambele expresii (a) și (b), obținem

Se împarte ambele părți prin ecuația de bază și de a obține presiunea teoretică

Deoarece u (proiecție de viteză), ecuația de bază poate fi scrisă sub forma:

Ecuația (161) arată că capul pompei este proporțională cu viteza circumferențială (m. E. Numărul de rotații și diametrul rotorului) și viteza absolută a proeminențelor pe circumferențială r vitezei. E. Presiunea este mai mare, mai mic unghiul și unghiul mai mare (a se vedea. Fig. 49). De fapt, presiunea generată de pompa este mai mică decât teoretică din cauza energiei cheltuite în depășirea rezistenței hidraulice din pompă și, de asemenea, datorită faptului că nu toate particulele de fluid efectuează o mișcare de-a lungul palelor, ceea ce determină o reducere a vitezei absolute.

Pentru a găzdui un număr finit de palete ale rotorului și proiecția, respectiv mărimea vitezei absolute la orificiul de evacuare este introdus coeficient de corecție K. Bazat pe cele de mai sus, ecuația pentru capul totală la un număr finit de palete poate fi scrisă ca

unde K - coeficientul luând în considerare un număr finit de lame; - hidraulic la pasul d depinde de proiectarea pompa, iar dimensiunile sale și ia valori 0,8-0,95 ....

Practic, și să ia. Nu poate fi acceptată, deoarece atunci viteza radială a ieșire este egală cu zero, iar pompa nu va furniza fluid.

O posibilă cauză a formulelor pentru determinarea valorilor K, rezultând academician GF Proskura

în cazul în care - numărul de lame.

De obicei, atunci când K este găsit a fi 0,75-0,9.

Când calculele pentru determinarea presiunii aproximativă în metri coloană de apă (M. Of coloana de apa.) Este posibil să se utilizeze următoarea ecuație:

în care: - coeficientul de presiune, pentru pompe de tip turbină, adică cu aparatul de ghidare, pentru pompe spirale .. - viteză periferică la circumferința exterioară a rotorului, m / s. Performanța teoretică a rotorului poate fi calculat cu formula

în care - vie zona de curgere a secțiunii la ieșirea roții, m2; - viteza medie radială, m / s lichid.

Pentru un rotor de pompă centrifugă a ariei de viață a secțiunii (fără a ține cont palele etanșeitatea și scurgerile prin scurgeri) este definit ca o suprafață laterală a unui cilindru cu un diametru egal cu diametrul exterior al roții și o înălțime egală cu lățimea roții. Astfel,

Un număr infinit de pale radiale viteza poate presupune identic în toate punctele din raza suprafeței cilindrice, și deci viteza medie în ecuația debitului este viteza radială la ieșire, m. F ..

Astfel, performanța teoretică este:

pentru secțiunea de evacuare

(Cu excepția etanșeității și a scurgerilor prin scurgeri);
pentru secțiunea de admisie

în care - pompa volumetrică la pasul d ....