Напорные характеристики насосов
Характеристики центробежных насосов. Для решения задач, связанных с процессом выгрузки судна, используются напорные характеристики, выражающие зависимость между величиной подачи и напора (рис. 86—88). Для их определения используют метод расчетного построения напорной характеристики:
H = k • H∞_ • η Г (1)
где H T - — теоретический напор насоса; k — коэффициент, учитывающий понижение напора под действием сил инерции окружного движения, действующих на жидкость в межлопастных каналах рабочего колеса; ηГ — гидродинамический КПД насоса.
Значение теоретического напора насоса находят, как
H T _ = А + В+ Q T∞, (2)
где А = u 2 ² l g — статическая составляющая; В = ( u 2 l g • f 2 ) • ctg β2 — динамическая составляющая; u 2 — окружная переносная скорость жидкости при выходе из рабочего колеса; f 2 — площадь сечения потока жидкости на окружности выхода из рабочего колеса; — выходной угол относительной скорости жидкости на окружности выхода из рабочего колеса; Q T∞ — теоретическая подача насоса; g — ускорение свободного падения.
Для конкретного насоса, рабочее колесо которого имеет данные размеры и частоту вращения u 2 = const. f 2 = const, b 2 = const, следовательно А = const и В = const.
Выражение (2) определяет зависимость между теоретической величиной подачи и напора и является математическим выражением теоретической напорной характеристики насоса. Из этого выражения следует, что теоретическая напорная характеристика центробежных насосов является прямой линией (рис. 87), положение которой в координатной системе зависит от величины р^.
При р2<90° лопасти рабочего колеса изогнуты назад, т. е. в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса, при рд = 90° лопасти рабочего колеса имеют радиальный выход, а при ^у>90° они изогнуты вперед, т. е. в сторону направления вращения рабочего колеса.
Учитывая выражение (2), можно получить
При β2 <90° лопасти рабочего колеса изогнуты назад, т. е. в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса, при β2 = 90° лопасти рабочего колеса имеют радиальный выход, а при β2 >90° они изогнуты вперед, т. е. в сторону направления вращения рабочего колеса.
Учитывая выражение (2), можно получить
Рис. 86. Теоретическая напорная характеристика |
H = k • ( A + B • Q T∞).
Для случая, когда β2 >90°, обеспечивается максимально возможный КПД насоса:
H = k • (A-B • QT∞) • ηГ ,