ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ СКОРОСТЕЙ

Энергия, передаваемая потоку РК, определяется значениями абсолютных С, относительных w, и окружных U скоростей при входе и выходе из межлопастного пространства.

Абсолютная скорость С – это скорость движения потока относительно неподвижного корпуса нагнетателя. Абсолютная скорость геометрически равна сумме относительной W и переносной (окружной) U скоростей.

Относительная скорость W ― это скорость движения потока относительно вращающегося РК.

Вектор ее направлен по касательной к лопатке РК, т.е. вдоль линии тока.

Вектор окружной скорости, направленный по касательной к данной точке РК радиусом r в сторону вращения РК, вращающегося с угловой скоростью ω_о, равен, м/сек:

U = ω_о·r.

Векторы окружной и абсолютной скоростей образуют угол α;вектор относительной скорости с обратным направлением окружной скорости ― угол β(рис. 4).

Примечание: 1. индексы у скоростей и углов с цифрой 1 – относятся к входу жидкости в РК; цифрой 2 – относятся к выходу жидкости из РК.

3.1. Определим окружные скорости на входе и на выходе жидкости  из лопасти РК насоса, м/сек:

,                                                                   (10)

,                                                                    (11)

где,  D₁ и D₂  – диаметры входа и выхода РК;

   n – число оборотов РК;

      60 – перевод из минут в секунды.

Рис. 4 Параллелограммы скоростей в рабочем колесе

радиального нагнетателя

Определение значения относительной скорости W жидкости на входе и выходе лопатки РК насоса

Для центробежных насосов используя практические и расчетные данные принимаем лопатки с формой «загнутые назад» (рис. 5, 6). Для этого вида, нормально загнутой назад лопатки, углы β1 и β2 < 90º, а углы – α₁ и α₂ определяются при построении треугольников скоростей.

Листовые криволинейные лопатки в общем случае определяются уравнением в полярных координатах r = r(φ).Часто криволинейные лопатки бывают очерчены одной дугой или несколькими дугами окружности. В случае когда лопатки очерчены одной дугой окружности (рис.6, б, г), радиус этой окружности r_л выражается через  косинусы углов β₁ и β₂ и диаметры d₁ и d₂, т.е. (формулы 12, 13, приводятся без вывода):

                                     (12)

Радиус окружности rц, на которой расположены центры дуг лопаток,     

                                     (13)

После определения r_л и r_ц  используя исходные данные по входным и выходным диаметрам РК, графически по касательным к точкам пересечения окружности лопатки с окружностями РК(равные D₁ и D₂) проводим вектора относительной и окружной скоростей и определяем окончательно углы β₁ и β₂.

На векторах касательных окружных скоростей откладываем их значения U₁ и U₂, полученные ранее, к точке пересечения дуги лопатки и окружности внутреннего и наружного диаметра колеса проводим нормали и откладываем заданные значения составляющих абсолютных скоростей С_r1 и С_r2.

Учитывая исходные данные строим треугольники скоростей на входе и выходе жидкости с лопатки РК.

 Рассчитываем рабочее колесо с конечным числом лопаток и без предварительной закрутки. В этом случае С₁ = С_r1 т.к. в большинстве приближенных приемов учета конечного числа лопастей считают момент скорости на входе в РК равным нулю:

(r · Cu)1ср. ≈ 0.

Примечание: Момент скорости на входе в РК не равен нулю у центробежных многоступенчатых насосов и  у  насосов с боковым подводом жидкости.