|
Рассмотрим более подробно
зависимость к. и. д. насоса от различных факторов. Как уже отмечалось, потери
в насосах, в том числе и в центробежном насосе, можно разделить на три
отдельные группы: потери гидравлические, объемные и механические.
Гидравлические потери имеют место при протекании жидкости
в канале насоса. При расчетах новых насосов величина гидравлических потерь
определяется гидравлическим к. п. д. Большая часть исследователей
рассматривает два основных вида гидравлических потерь: потери на трение
потока в каналах и вихреобразование, которые определяются силами вязкости
жидкости; потери па удар при входе на лопатки колеса и при выходе из него.
Если причины первых потерь^всеми исследователями истолковываются однозначно,
то при опре- ^ делении потерь на удар имеются два различных толкования. Одни
исследователи эти потери связывают с изменением подачи насоса, другие
считают, что потери на удар Ну от подачи не зависят и определяются
исключительно конструктивными формами рабочих элементов насоса.
Эта зависимость вытекает из сравнения насосов различной
быстроходности. С увеличением коэффициента быстроходности гидравлический к.
п. д. т]г насоса увеличивается. Однако аналитической связи, годной для
расчетов насосов при конструировании, в литературе до настоящего времени не
приводилось ввиду того, что диапазон отклонения этой зависимости от среднего
опытного значения слишком велик; на наш взгляд, такая аналитическая зависимость
может быть рассчитана по наибольшему значению к. п. д. в зависимости от
изменения коэффициента быстроходности щ и использована при соответствующих
расчетах.
Рассмотрение вопроса о гидравлических потерях в
центробежных насосах показывает прежде всего недостаточное освещение
физической стороны процесса образования этих потерь, невозможность их учета
теоретическим путем и недостаточность опытных исследований. Формулы
(2.20)—(2.22) не дают; основания для установления зависимости гидравлического
к. п. д. при прочих равных условиях от подачи насоса, а скорее, наоборот,
показывают, что с изменением подачи гидравлический к. п. д. остается
постоянным.
При таком определении гидравлического к. п. д. т)Двозможно
решение задачи прогнозирования рабочих характеристик центробежных насосов по
известным конструктивным параметрам и наоборот. Преимущества такого пути
очевидны из теоретических и экспериментальных предпосылок.
Объемные потери имеют место в результате перетекания
некоторого количества жидкости через неплотности и зазоры из кожуха или
направляющего аппарата насоса обратно ко входу в колесо. Эти протекания
обусловлены разностью давления по обе стороны зазора. Зазоры же необходимы по
чисто конструктивным соображениям. Величина утечек через зазоры зависит от
ряда факторов, а именно: от длины и ширины зазора, разности давлений по обе
стороны зазора, конструктивного выполнения самих зазоров.
О влиянии указанных факторов на величину утечки через
зазоры имеется обстоятельный экспериментальный материал, так как их
исследованию в последние годы уделялось большое внимание.
Центробежные насосы часто применяются для перекачки
ионизированных жидкостей; такие жидкости являются электропроводными. В
центробежных насосах, смонтированных в одном блоке с электродвигателями,
из-за наличия электромагнитного поля жидкость подвергается его воздействию,
что вызывает изменение поля скоростей в потоке жидкости и коэффициента
сопротивления %.
В последнее время проведены как отечественными, так и
зарубежными учеными большие исследования по перекачке высокоионизированных
жидкостей в условиях воздействия магнитного поля. Установлено, что
коэффициент гидравлического сопротивления зависит от величины проводимости
перекачиваемой жидкости и магнитной индукции поля.
В магнитном поле профиль скоростей деформируется и
становится более плоским по сравнению с параболическим профилем, имеющим
место при установившемся ламинарном движении вне действия сил магнитного
поля. Изменяется также и толщина пограничного слоя, она увеличивается обратно
пропорционально критерию Гартмана. Перепад скорости в пограничном слое растет
с увеличением магнитного поля и, следовательно, увеличивается коэффициент
гидравлического сопротивления.
Для ламинарного режима коэффициент гидравлического
сопротивления в условиях действия магнитного поля на поток Ки можно
определить по формуле Мергетройда
|