НИН подобных режимов t]=const, Tj =const (режим; / и ).

При частоте вращения Па и режиме работы / параметру машины и т]д определяет точка а. Если частота вра щения изменяется до пь, то подача QI определится точкоу а, а КПД останется прежним, т. е.щ =г]

Следовательно, соответственная точка к кривой КПД при частоте вращения пь получается перенесением по го. ризонтали значения т на ординату, соответствующую абсциссе Qj. Аналогичное построение дано на графике для режима .

Рис. 3.36. Влияние частоты вращения на характеристику КПД

Рнс. 3.37. Характеристики центробежной машины прн пере-менной частоте вращения А

Таким образом, при увеличении частоты вращения характеристики КПД деформируются в направлении, параллельном оси абсцисс.

На рис. 3.37 представлена совместная характеристика напора, мощности и КПД центробежной машины для трех различных частот вращения. Такое семейство кривых, св занное условиями подобия, называют характеристикой пщ переменной частоте вращения.

Влияние вязкости среды на рабочие параметры насоса. Насосы, выпускаемые заводами, снабжаются паспортами с гарантийными данными и характеристиками напора, мощности и КПД при нормальной частоте вращения.

Характеристики получают на стенде завода-изготовителя испытанием на чистой пресной воде при температуре не выше 323 К и плотности р=988 кг/м*.

80 -

Рнс. 3.38. Влияние вязкости на характеристики центробежного насоса

В промышленности используют насосы, испытанные на 20де, для подачи жидкостей и с другой вязкостью, напри-j,ep минеральных и растительных масел, нефти, растворов л пр. В таких случаях заводские характеристики оказываются непригодными и подлежат пересчету на другую вязкость.

Вязкость в широком смысле этого термина - способность жидкости (газа) развивать внутренние силы, особенно существено проявляющиеся на твердых поверхностях, ограничивающих поток.

Вязкость влияет на гидравлическое сопротивление и обусловливает затрату энергии на его преодоление. При увеличении вязкости жидкости будут уменьшаться развиваемые насосом подача, напор и КПД. Мощность насоса при этом будет увеличиваться вследствие возрастания гидравлического сопротивления проточной полости и мощности дискового трения.

Теоретически учесть влияние вязкости на рабочие параметры насоса и форму характеристик невозможно.

Наиболее простой способ пересчета рабочих параметров и перестроения характеристик при изменении вязкости основывается на применении поправочных коэффициентов, полученных опытным путем.

Обозначим параметры насоса, испытанного на воде, индексом в , а работающего на другой, более вязкой жидкости- индексом ц . В соответствии с ранее указанным

<?ц<<?в; ц<в; \<\-

Опытные поправочные коэффициенты подачи, напора и КПД обозначим соответственно fq, \н, f ч- Их физический смысл ясен из соотношений

Q=f- .=яв; = nV (3.93

Числовые значения поправочных коэффициентов определяются конструкцией насоса, режимом нагрузки его и вязкостью жидкости; они даются в специальных справочниках в табличной форме. Удобно находить значения поправочных коэффициентов при помощи специальных номограмм, Например в [29]. . .:

6-559 .. 1

Выбором произвольных точек на характеристиках, полу, ченных испытанием насоса на воде и пересчетом координат их по (3.93), находят координаты точек характеристик пр работе насоса на вязкой жидкости. Получаемая при этоц картина качественно представлена на графике рис. 3.38, где штриховые линии относятся к жидкости с повышенной вязкостью.

Ориентировочные значения поправочных коэффициентов при пересчете на жидкости с вязкостью от 50 до 120Е длц центробежных насосов с ns 100 лежат в, пределах

= 0.9- 0.7; = 0.92 0.65; = 0,7 - 0,4.

Задавая ряд произвольных значений и находя по характеристикам соответственные значения Нц и мо . но вычислить мощность насоса Ap = pQn /(100()Ti) в нанести в графике ряд точек, по которым проводится ха рактеристика iV,i =f (Qn).

3.14. Безразмерные и универсальные характеристики

Рассмотренные действительные характеристики явл; ются размерными и индивидуальными характеристикам , применимыми лишь к данной машине. Однако существуют приемы изображения характеристик в таких координатах, что они получаются применимыми для целой серии подобных машин, это безразмерные характеристики. Они строятся в безразмерных координатах, обозначаемых общепринятыми для подачи, напора, давления.мощности и КПД буквами, но с чертой сверху: Q, Н, Нет, р, N, г\, tjct-

Рассмотрим тип безразмерных параметров, введенных в употребление ЦАГИ для вентиляторов.

Подачи двух подобных вентиляторов, отмечаемых инд сами с и Ь,

Qa = Л2а К С2га Qb = 2b К 26-

Для всей серии подобных вентиляторов j

= k = const;

£Е2 = IseL. = m = const. Поэтому Q = nkmDlu и 0 = пШЩи,

или Q

2a И Qb = 4km

26.

педовательно, геометрически подобные машины, иахо- 1Шеся в подобных режимах работы, характеризуются со-5тношением

Отношение

= 4km = const.

(3.94)

(я£>/4) 2

называют безразмерной подачей вентилятора или коэффициентом подачи.

Для данной машины. работающей при постоянной частоте вращения, параметр Q изменяется пропорционально расходу и может быть легко рассчитан.

Воспользуемся уравнением Эйлера для машин, работающих в подобных режимах:

га <гца

или с учетом условий кинематического подобия

На =

гш4а

gfia 4

siL

I const.

Отсюда следует

(3.95)

где Н - параметр, не имеющий размерности и называемый безразмерным полным напором или коэффициентом напора.

Для данной машины, работающей с постоянной частотой вращения, параметр Н пропорционален полному напору. Аналогичным путем могут быть введены параметры: безразмерное давление (коэффициент давления)

р = -5-: (3.96)

безразмерная мощность (коэффициент мощности);

(3.97)

Разумеется, КПД является безр-азмерным параметром и поэтому

Й = т]. (3.98)

Образцы безразмерных характеристик даны в гл. 5.

По аналогии с топографической картой, дающей пред. ставление о широте, долготе и высоте расположения каждой точки на местности, где высота дается горизонталями, т.е. линиями постоянной высоты, можно построить топо-

IT-: в la-

О so 1(ю т,ш

Рис. 3.39. Универсальная характеристика центробежного насоса

Графическую, универсальную характеристику центробежной машины. Для этого по осям прямоугольной координатной системы откладывают, аналогично долготе и широте топографической карте местности, основные параметры м. шины Q и Н или Q и Л, а КПД, аналогично высоте мес. ности, дается в виде изолиний, т. е. линий постоянного КПД. На рис. 3.39 приведена универсальная характеристика центробежного насоса. Метод построения универсальных характеристик рассмотрен в [26].

3.15. Испытания насосов

Испытания центробежных и осевых насосов регламентированы ГОСТ, который содержит перечень типов испытаний, методику измерений основных рабочих параметров насосов и указания по обработке опытных материалов. Здесь

рассмотрим лишь общие вопросы испытаний насосов и измерений, проводимых на насосной установке с целью получения графических зависимостей H=f{Q), N=F{Q),r\ = q){Q), называемых энергетическими характеристиками.

Испытания в эксплуатационных условиях и в лабораториях проводят обычно при постоянной частоте вращения вала машины. Если это условие выдержать не удается, то измеренные параметры корректируют по формулам пропорциональности.

Рис. 3.40. Схема измерений при снятии характеристики центробежного иасоса при я=const

Характеристики при n=var получают пересчетом характеристик при n=const по формулам пропорциональности, как это указано в § 3.13.

При испытаниях с целью получения энергетических характеристик подлежат измерению подача, напор (или давление), мощность и частота вращения вала машины. На рис. 3.40 дана схема расстановки приборов, применяемых при испытаниях насосов.

Испытание насоса заключается в измерении Q, Н, N н п при различных режимах работы, устанавливаемых открытием дросселя Д.

При центробежных насосах испытание начинают с режима холостого хода, т.е. при полном закрытии дросселя Д; при осевых насосах - с режима максимальной подачи, при полном открытии дросселя. Количество рабочих режимов при испытании, устанавливаемых промежуточными от-