|
|
Элементарная струйная теория
центробежных машин была создана в России JI. Эйлером. Формула JI. Эйлера
(2.4) является основной теоретической схемой при расчетах центробежных машин.
В соответствии с этой теорией движение жидкости в канале между лопастями
центробежного колеса при достаточно большом их числе (откуда эта теория получила
и другое название — теория бесконечного числа лопастей) и незначительной
ширине колеса приближенно может рассматриваться как струйное. Из уравнения
неразрывности может быть определена средняя относительная скорость и ее
направление как касательное к средней линии тока. При бесконечно большом
числе бесконечно тонких лопастей поток в области колеса становится
осесимметричным (). Относительная скорость, которая определяется уравнением
неразрывности уже для каждой точки области, оказывается направленной по касательной
к поверхности лопастей в рассматриваемой области. Схема бес^ конечного числа
лопастей создает элементарное представление о кинематика потока в области
колеса. Она служит отправной схемой одноразмерной теории центробежного
колеса, исследующей параметры гидромашин при максимальном к. п. д. Здесь
элементом закручивания потока в проточных каналах гидромашины пренебрегают,
считая этот поток струйным в подводящем патрубке,, колесе или отводящем
патрубке или создавая условия струйности конструкцией насоса. Действительное
же распределение относительных скоростей в канале колеса конечных размеров не
может быть осесимметричным из-за силового, взаимодействия между лопастью и
потоком. Давление с напорной стороны лопасти будет больше, чем со всасывающей.
Скорости со всасывающей стороны лопасти должны быть больше, чем с напорной
Академик Г. Ф. Проскура в 1931 г. разработал вихревую теорию центробежных насосов, согласно которой поток во вращающейся
круговой решетке, лопастей может с достаточной степенью точности
рассматриваться как состоящий из двух потоков: одного, получаемого конформным
преобразованием относительного потока в плоской неподвижной решетке в
относительный поток в неподвижной круговой решетке; второго — обусловленного
осевым вихрем (вихрем относительной скорости), т, е. в канале между лопастями
рабочего колеса в относительном движении жидкости (скорости w) получим
вращение жидкости в сторону, обратную вращению колеса ( 2.10).
вихревое движение жидкости при нулевой подаче (w — 0 и Q =
0). Вихревое относительное движение жидкости в канале между лопастями колеса
обладает скоростями, совпадающими по направлению с основным потоком со
всасывающей стороны лопасти, и скоростями, обратными по направлению основному
потоку — с напорной стороны лопасти. Осевой вихрь переносного движения,
накладываясь на основной поток, приводит к повышению относительных скоростей
на всасывающей стороне и к понижению их на напорной, содействуя распределению
скоростей в канале колеса, необходимых для работы лопасти. Следуя вихревой
теории центробежных насосов Г. Ф. Проскуры, можно отметить, что при нулевой
подаче основной расход напора идет на вихреобразование в межлопаточном канале
(вихри замыкаются в межлопаточном канале). К. п. д. насоса равен нулю; по
мере роста подачи, т. е. увеличения относительной скорости, вихри,
накладываясь на основной поток, сносятся в напорную линию, частично
преобразуясь в полезную энергию. При этом напор и, следовательно, к. п. д.
машины растут. При оптимальной подаче преобладающим становится поступательное
движение жидкости, и потеря напора уже растет из-за трения жидкости в каналах
колеса, а при максимальной подаче это сопротивление трению потребляет весь
напор, создаваемый насосом. Интенсивность вихреобразования остается
постоянной на всех режимах подачи. Такое разложение потока на составляющие
следует рассматривать как приближенное.
|