налы рабочего колеса, м/с; hc - потеря напора во всас вающей трубе насоса, м.

Из этого уравнения следует

(4.7

Условия входа в межлопастные каналы рабочего коле са определяются уравнением энергии относительного дв1 жения

Рмин л

из которого следует

, = Рб -Р

Разность

-1=К называют коэффициентом кавитации.

Следовательно,

Рм =Рб-рК/2.

Чем больше относительная скорость на вогнутой стороне рабочей лопасти близ входа в межлопастные каналы <рис. 4.6), тем меньше давление Рмин и тем возможнее возникновение кавитации. При работе насосов в подобных режимах (см. § 3.12) все скорости изменяются пропорционально, и поэтому ;=const.

Из (4.7) и (4.8) следует

в случае расположения поверхности всасываемой жидкости выше оси насоса разность между геометрической высотой всасывания и потерей напора во всасывающем тракте насоса называют полной высотой всасывания Яве = Яг-Лвс. Поэтому

Рд - Рмин

(4.9)

Условие возникновения кавитации в зоне минимального давления Рмчн=Ри.п, где р .п - давление насыщенного пара при температуре всасываемой жидкости.

(4.8)

Полная высота всасывания, при которой в зоне минимального давления возникает кавитация, называется критической высотой всасывания Явскр.

Уравнение (4.9) для случая возникновения кавитации можно записать так:

Ря - Рн.п

Если пренебречь незначительным изменением температуры на пути АБ от уровня воды в деаэраторе до входа в ыежлопастные каналы рабочего колеса насоса, то величину (Рд-Рн.п)/р=ёЯкав следует рассматривать как кавита-ционный запас энергии на верхнем уровне (в деаэраторе). Поэтому последнее уравнение представляется так:

(4.10)

Для двух подобных режимов насосов (см. § 3.12), от мечаемых индексами 1 и 2, имеют место соотношения

(4.11)

Поэтому из (4.10) следует

(Нкав + Нвс.вр)2 (nD,)i

Кроме того, из пропорции (4.11) следует Q](nD\)=q= --= const. Исключив из двух последних равенств Di, получим после алгебраических преобразований

Якав + Явскр Y

= KlOW = C,

(4.12)

Величину С, структурно сходную с коэффициентом быстроходности Пз, называют кавитационным коэффициентом,быстроходности (введен С. С. Рудневым в практику расчетов в 30-х годах).. Значения коэффициента С для начальной стадии кавитации лежат в пределах 900-1500.

Формула (4.12) дает возможность определения критической высоты всасывания насоса по заданному коэффициенту С:

Я с. р=10(-У -Я ав. (4.12)

Геометрическая критическая высота всасывания onpj деляется по формуле

г.вс.кр

ЕС.КР

Яг..с.кр=10(] -Я , + /1 . (4.13)

Если полагать Рд=рн.11, то Якав=0 и

г.вс.кр

+ Кг..

Работа насоса при Яг .вс.кр недопустима, потому что при этом насос находится в начальной стадии кавитации. Нормальная эксплуатация насоса обеспечивается только .при допустимой высоте всасывания, удовлетворяющей условию Яг.вс.доп>Яг.вс.нр*.

Противокавитационный запас напора следует прини- i мать равным около 25 % Яг.вс.кр, и поэтому в рассматривай емом случае

г.вс-доп

1,25

\ С

- Я ав+ К

(4.14) J

При расчете допустимой высоты всасывания насосов двустороннего всасывания (тип Д) в формулу (4.14) следует подставлять под знаком корня половину полной по- дачи насоса.

Следует иметь в виду существенное влияние на допустимую высоту всасывания частоты вращения вала насоса.

Кавитационный запас энергии на уровне всасываемой жидкости дНцйв зависит от давления насыщенного пара при температуре всасываемой жидкости. Поэтому из (4.14) следует, что Яг.вс.дои зависит от температуры жидкости. Из формулы (4.14) видно, что при расположении уровня всасываемой жидкости выще оси насоса повышение температуры увеличивает допустимую геометрическую высоту всасывания. Если уровень всасываемой жидкости располагается ниже оси насоса и давление на поверхности атмосферное, то чем выше температура жидкости, тем меньше Яг .вс.доп. Очевидно, при некоторой температуре, обусловливающей достаточно высокое значение рн.п, вели-

В случае расположения уровня всасываемой жидкости ниже оси насоса г.вс.дсп-С/г.вс.ир.

высокая гпемпература

чина Нг.всдоп становится равной нулю и дальнейшее повышение температуры потребует установки насоса ниже уров-ля всасываемой жидкости.

Практически возможны два различных случая располо->1ения насоса относительно приемного резервуара (рис. 4.8).

Установка рис. 4.8, а характерна для насосов, подающих лсндкости с низкой температурой, а установка на рис. 4.8,6 - для насосов, подающих жидкости с высокой температурой, а также при всасывании насосами холодной воды из емкостей с достаточно высоким вакуумом.

Установки, выполненные по схеме рис. 4.8,6, часто встречаются в теплоэнергетике в схемах регенеративного подогрева и питания паровых котлов.

Когда насос подает горячую воду, емкость, из которой он всасывает, приходится располагать выше насоса (например, в случае бустерного насоса, всасывающего питательную воду из деаэратора). По соображениям удобства строительных работ и монтажа желательно по возможности уменьшать требуемую расчетом высоту установки приемной емкости. Этого можно достигнуть увеличением диаметра всасывающего трубопровода, уменьшением его длины, а также выбором рациональной конструкции тех элементов всасывающего тракта, которые дают снижение местных потерь напора.

В некоторых случаях допустимую высоту всасывания можно изменить уменьшением или увеличением давления в емкости, из которой происходит всасывание.

Пример 4.2. Определить допустимую геометрическую высоту расположения насоса над уровнем всасываемой воды.

Установка характеризуется следующими данными: Q = 1450 м/ч; п=970 об/мии; Di = 320 мм; ©2=855 мм; йвс== = 500 мм; ро=100 кПа; 7вод=293 К; р=1000 кг/м; 2Лвс==0,25 м.

Низкая температура

Рис. 4.8. Два случая установки nacoj са относительно уровня всасываемой жидкости

PeuwHue. Но таблицам насыщенного водяного пара находим давление насыщения при 7вод=293 К

Следовательно,

Якав = По формуле (4.14)

Рнас = 2,34 кПа.

100000 - 2340 1000.9.8 ~

9,9 м.

1100

3600 )

- / =5,3 м.

Допустимая высота всасывания по (4.15)

Нвсдоп = 5,3 - 0,25 (9,9 - 5,3) = 4.15 м. Скорость во всасывающем патрубке насоса Q

1450

= 2,05 м/с.

Q 3600.0.785.0,52 Допустимая геометрическая высота всасывания

Яг.доп - Яер.тшп - 2/i

вс.доп

ВС

: 4,15 -0,25 -

2,05 2.9,8

2g 2 -0.16 = 3,53 м.

Обозначения даны на рис. 4.9.

Пример 4.3. Центробежный насос предназначен для отсасывания i конденсатора паровой турбины конденсата, переохлажденного до 7 = =323 К.

Данные по установке: Q=36 мч; диаметр всасывающей трубы на coca d=160 мм; абсолютное давление в паровом пространстве конде сатора р =19,8 кПа; п= 1480 об/мин; сопротивление всасывающего тру бопровода 2Лвс=0,4 м вод. ст.

Рассчитать, на каком наименьшем вертикальном расстоянии от ш нимального уровня в конденсаторе должна находиться ось liacoca обеспечения его нормальной работы без кавитационных срывов. Обозиа- Яния даны на рис. 4.10.

Решение. Воспользуемся соотношениями

Явав = ~ Явддоц = вс.кр - 0,25 (Якав - Явс.кр).

По таблицам насыщенного водяного пара для 7=323 К находим 1, = \2,3 кПа, следовательно,

19 800- 12 300 Якав

1000-9,8

[ 1480 1/ Явснр = 0.662- 10\-

= 0,662 м;

36 3600

= 0,042 м.

Здесь коэффициент Руднева принят для конденсатного насоса с хорошими кавитационными качествами равным 1200.

Рис. 4.9. К примеру 4.2.

Скорость на всасывании Свс =

Рис. 4.10. К примеру 4.3.

0,01

= 0,5 м/с.

0,785.0,16а По формуле (4.15)

Явс.доп = 0,042 - 0,25 (0,662 - 0,042) =-0,113 м.

Допустимая геометрическая высота

0,52

Яг.поп =-0.113-0,40-

2.9,8

- 0,08=-0,595 м.

Ось насоса должна находиться ниже уровня всасываемого конденсата не менее чем на 595 мм.

4.5. Типы характеристик

Форма характеристики центробежного насоса качественно определяется значением коэффициента быстроходности, находящимся в пределах от 40 до 600. Насосы с tts,