ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производительность из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Теоретически возможный напор Яг, создаваемый центробежным насосом, определим следующим образом. Рассмотрим движение жидкости между лопатками рабочего колеса (рис.3.20). При работе насоса каждая частица жидкости движется вдоль лопатки с относительной скоростью V/, перемещаясь одновременно вместе с рабочим колесом по касательной к окружности (нормально к радиусу) с окружной (переносной) скоростью и. Абсолютная скорость частицы жидкости с равна геометрической сумме м тл и. Обозначим Wl н W2 — относительные скорости жидкости при входе на лопатку и на выходе с лопатки и / 2 — внутренний и внешний радиусы колеса соответственно для окружностей входа жидкости в рабочее колесо и выхода из него (О — угловая скорость вращения колеса и и Ы2 — окружные скорости на радиусах Ку и 2. Очевидно, = о/ , 2 2- А абсолютные скорости с и С2 на входе и на выходе с лопатки рабочего колеса определяются из параллелограммов скоростей (см. рис.3.20). [c.298] Угол между относительной скоростью н и обратным направлением окружной скорости и обозначим р и назовем его конструктивным (его величина определяется конструкцией лопатки). Соответственно Р] — конструктивный угол на входе Р2 — конструктивный угол на выходе. Угол между векторами абсолютной скорости с и окружной и обозначим а и назовем технологическим (его величина зависит от технологических параметров работы насоса производительности, частоты вращения рабочего колеса и т.д.). Соответственно 1 — технологический угол на входе жидкости на лопатку, аг — технологический угол на выходе. [c.298] При угловой скорости вращения колеса со мощность, переданная жидкости от электродвигателя посредством лопаток рабочего колеса, равна N = Ма . В самом деле, момент внешней силы на валу рабочего колеса равен произведению этой силы F на радиус вала Гд, так что Мсо = Far , причем = в окружная скорость на валу. А полученное произведение Fu (силы на путь в единицу времени) есть работа в единицу времени, т.е. мощность N. [c.299] С другой стороны, мощность может рассматриваться (см. разд.3.1.4) как работа (в единицу времени), затрачиваемая на подъем G кг/с) жидкости на высоту м, т.е. [c.299] Умножим обе части равенства (а) на со и учтем соотношение (б), а также соЛз = 2 и (aR = г. [c.299] Накопление Нак = О, так как рассматриваем стационарную работу насоса. [c.300] Анализ формулы (3.34) показывает, что теоретический напор не зависит от свойств жидкости — они не входят в уравнение. Иными словами, насос любую жидкость (в том числе и сжимаемую — газ) будет перекачивать на одинаковую высоту. Именно поэтому насос перед работой должен быть заполнен жидкостью. Если в нем воздух (его плотность — р ), то насос создаст напор Ят метров воздушного столба. Тогда жидкость под действием этого напора поднимется по всасывающей линии лишь на высоту Щр /р) над уровнем в расходном резервуаре и не попадет в рабочее колесо насоса. Вот почему центробежный насос запускается под заливом. Чтобы при остановке насоса жидкость не вытекала из него по всасывающей линии, на последней устанавливают обратный клапан (см. рис. 3.17, поз.6). [c.301] Таким образом, развиваемый насосом напор можно представить как сумму приращений потенциального (Я от) и кинетического (Якин) напоров. [c.302] Назначение насоса — создание возможно большего потенциального напора. Большой кинетический напор вреден, так как выход жидкости из насоса в трубопровод с высокой скоростью сопряжен с большими гидравлическими потерями в последнем. [c.302] Возможны, конечно, ситуации, требующие высоких скоростей жидкости на выходе из рабочего колеса (создание дальнобойных жидкостных струй, например). Тогда вывод о направлении лопаток рабочего колеса будет обратным. Но, как правило, такие ситуации находятся за пределами химической технологии. [c.302] Именно преобразованию кинетического напора в потенциальный служит улиткообразная форма корпуса центробежного насоса постепенное расширение сечения обеспечивает переход (согласно уравнению Бернулли) кинетической энергии в потенциальную. Этой же цели должно служить рациональное направление лопаток рабочего колеса надо выбрать такое, при котором доля кинетического напора будет наименьшей. [c.302] Сопоставление скоростных диаграмм при различных углах выхода р2 в условиях одинаковых значений щ и 2 представлено на рис. 3.22. Можно видеть, что с точки зрения получения наименьшего кинетического напора [величины 2V(2 )] наилуч-шими являются лопатки, отогнутые назад (рис. 2.22, а) Я ин = н (с2 - С 2)/(2 ) при этом минимально. [c.302] Наилучшие результаты работы центробежных насосов получаются при Р] = 20 40° (обеспечивается безударный вход жидкости на лопатку) и Р2 = 15ч-60°. [c.302] Производительность центробежного насоса может быть рассчитана по уравнению (1.3) как произведение живого сечения и абсолютной скорости. При этом необходимо помнить, что живое сечение трактуется как проекция сечения на плоскость, нормальную к направлению скорости. Для расчета производительности центробежных насосов такое представление неудобно, поэтому используют тождественное ему произведение сечения потока и проекции скорости на направление, нормальное сечению. [c.303] Обозначим (рис. 3.23) В = 2/ 2 — диаметр рабочего колеса Ь — ширина лопатки на выходе 5 — толщина лопатки — количество лопаток (обычно кратно 3). [c.303] Вернуться к основной статье