в системе МКГСС полезная мощность опред формулой

Мощность Л, подводимую от двигателя на вал нас (вентилятора), называют мощностью насоса (вент тора).

Потери энергии, неизбежные в любом рабочем прс се, приводят к неравенству N <N. Процесс работы ма ны тем совершеннее, чем меньше Лп отличается от Л.

Эффективность использования насосом энергии, к не подводнмой, оценивают КПД насоса г]-отношением лезной мощности к мощности насоса,

n=NJN. (2

В рабочих условиях КПД зависит от многих фактор)] типа, размера и конструкции машины, рода перемещаел среды, режима работы машины, характеристики сети, которую машина работает.

Для оценки энергетической эффективности установке целом, состоящей из машины и двигателя к ней, пользуь ся КПД установки г\у:

где Лзл - электрическая мощность, подводимая к дв. телю.

Для оценки эффективности компрессоров служат от сительные термодинамические КПД (см. § 10.3),

2.3. Совместная работа насоса и трубопроводной системы

Работа насоса, присоединенного к системе водопрс дов, находится в зависимости от гидравлических своЩ этой системы, называемой сетью. Рассмотрим условия боты машины на примере насосной установки (рис. 2J полагая систему устойчивой (понятие устойчивости систе дано в § 3.19).

Первое условие связи насоса с трубопроводной сис мой следует из уравнения неразрывности и заключается равенстве массовых подяч, проходящих через насос и nj соединенные к нему всасывающий и напорный трубоп] воды:

Л1вас = Л/тр. (2,

Для несжимаемой жидкости рнас=Ртр и поэтому имеет LecTO равенство объемных подач:

<3пас = <3тр. - (2.12)

Второе условие связи основывается на уравнении со-оанения энергии. Пусть заданием и расчетом установлены Ьавленпя рь Рг, Рз, подачи Q Qj, Qs, высоты Я Яг, Яз и Газлеры труб всех участков сети.

Рис. 2.2. Насос, включенный Рнс. 2.3. График совместной в водопроводную сеть . работы насоса и водопровод-

ной сети

Урав1ение сохранения энергии для уровней О-О и 2-2 учетом полезной работы, передаваемой потоку насосом,

£LL,-+g{H, + H + g{h, + hA- + ), (2.13) Р Р

где Л Лл-д, Лд 2 - потери напора в трубах 1, А-Д, Д-2.

В области развитой турбулентности потери напора подчинены квадратичному закону и поэтому

2 л = (mi + тл-д + тд 2 QVQ) Q-

Сумма коэффициентов, содержащихся в скобках, с учетам поправки на разницу в подачах Q и Q2 может быть Принята постоянной и равной т. Тогда I,h = mQ, Деление (2.13) на g приводит к равенству

Я - Ljg = {р,- р,)/{р g) + (Н, + Яг) + т<?. (2.14)

Задавая произвольные значения Q, вычисляем по (2. соответствующие значения Н и наносим на график (j 2.3) ряд точек, соединяя которые плавной кривой полу ем характеристику сети а.

Каждый насос при заданной частоте вращения облл ет определенной характеристикой, выражающей связь жду его подачей и напором. Пусть линия А на рис. 2.3 яе ется характеристикой насоса А (см. рис. 2.2). Характер тики а у\ А пересекаются в рабочей точке а, определяю!, единственно возможный в данной,системе установивпн режим работы насоса с подачей Q и напором Н. Толь режиме, определяемом точкой а, имеет место равенс полезной удельной работы насоса и удельной работы, буемой сетью.

Подача и напор, соответствующие точке а, могут 6ij использованы для расчета мощности насоса по формул (2.7) и (2.9).

- Вопросы совместной работы насосов и водопровод сети подробно рассматриваются в § 3.18.

асть

ЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ

[ ПАВА ТРЕТЬЯ )СНОВЫ ТЕОРИИ

j. Способ действия

Передача энергии потоку жидкости с вала центробежной машины осуществляется рабочим колесом с кривыми (иногда профилированными) лопастями (рис. 3.1 и 3.2).

Внутренняя полость рабочего колеса (межлопастные каналы) образуются двумя фасонными дисками У и 2 и ..сколькими (обычно кривыми) лопастями 3. Диск 1, на-вываемый основным или ведущим, составляет одно целое to ступицей, служащей для жесткой посадки на вал насо-ta. В вентиляторах основной диск и ступица изготовляются раздельно и жестко соединяются заклепками или сваркой. Диск 2 называется покрывающим -или передним; ои ставляет одно целое с лопастями в насосах (изготовле-Jme колеса - отливкой), а в вентиляторах соединяется с лопастями сваркой или заклепыванием (см. § 5.5).

Жидкость.(газ), поступая в межлопастные каналы, вра-дается вокруг оси 0-0 рабочего колеса, под влиянием центробежных сил перемещается к периферии колеса и выбрасывается в канал, окружающий колесо.

Работа центробежных сил на пути от входа в межлопа-гные каналы до выхода из них приводит к увеличению энергии потока.

Применим к потоку в межлопастных каналах вращающегося рабочего колеса с вертикальной осью и постоянной иириной лопасти уравнение Бернулли, полагая потери энергии равными нулю:

- иг - = const.

Для рассматриваемого случая при 2=const это уравнение в развернутом виде будет иметь вид

2 Г T=7 + T~T

откуда определяется повышение давления в потоке, нр дящем через колесо центробежной машины:

Р = Р2 - Pi = -у (к;? - шг) + -f - ( 2 -

Это равенство показывает, что давление, развиваемое! лесом центробежной машины, есть результат двух npoi

сов: 1) преобразования кинег1? ской энергии относительног дв жения [первый член равен (3.1)]; 2) работы центробеу

второй член ранг с п

(3.1)]*.

Рис. 3.1. Рабочее колесо центробея машины (i4 - осевое сечение)

Рис. 3.2. Разрезы колеса центробед машины. Параллелограммы скоро на входе и выходе межлопастных лов

Единица массы жидкости, находящейся на расстоянии г от ра вращения, обладает центробежной силой рсог, и ее работа на ментарном пути dr составит рюлйл. На пути от R\ до Ri центробея сила дает работу

fpш?гdг = -(ш/?l-coУ?) = f .

R конструкцию центробежной машины кроме рабочего gca входят следующие основные элементы: подвод [(одная полость) 5, отвод [выходная полость 4 (рис. 3.2)]. йиекоторых машинах подвод и отвод выполняются в виде г цлальных, направляющих поток лопаточных устройств. Назначение этих устройств объяснено в § 3.6.

bJ. Уравнение Эйлера. Теоретический и действительный капорЫг развиваемые рабочим колесом

Напор, развиваемый рабочим колесом центробежной (ЯШИНЫ, зависит от скорости потока, проходящего через 1абочее колесо, и от размеров его. Основная задача теории центробежных машин состоит в установлении этой зависи-иости.

Кинематическая структура потока во вращающихся ► риволинейных каналах весьма сложна, и решение указан-;ой задачи в рамках настоящего курса требует введения [екоторых условий, упрощающих решение. Полученный аким путем результат может быть скорректирован введением опытных коэффициентов.

Введем следующие предположения: 1) поток имеет груйчатую структуру, т. е. состоит из множества струй, ювторяющих геометрическую форму лопасти; 2) имеет lecTo осевая симметрия потока, т. е. все струи, составля-!Щиё поток, совершенно одинаковы геометрически и кине-1атически; 3) поток является плоским, т. е. градиент ско- ости вдоль оси, параллельной геометрической оси маши-ы, отсутствует.

Первые два предположения можно полагать осущест-1ИМЫМН только при бесконечно большом количестве рабо-их лопастей при условии, что лопасти не имеют толшины следовательно, не уменьшают проходное сечение меж-1опастных каналов. Поэтому в последующем изложении араметры машины, вычисляемые при указанных предпо-южениях, обозначаются индексом оо и называются параметрами при бесконечном количестве лопастей.

Применим к потоку, проходящему через колесо центробежной машины, уравнение моментов количества движения: импульс момента внешних сил, действующих на мас-У. состоящую из любых материальных частиц, равен изме-адию момента количества движения этой массы.