КОРРЕКТИРОВКА ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ЗА СЧЁТ ПОДРЕЗКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА Ломакин Д.А.,Коротков В.В.

МГТУ им. Н.Э. Баумана


Номер: 4-3
Год: 2017
Страницы: 51-55
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

центробежный насос, подрезка лопастного колеса, изменение характеристик насоса, centrifugal pump, cutting of the impeller, change in a characteristic of the pump

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье описывается метод изменения характеристик насоса путём подрезки (обточки) центробежного колеса. Во введении описывается суть метода и его цели, а также основные формулы. В разделе «Пример расчёта подрезки колеса» рассматривается численный проверочный расчёт процесса обрезки рабочего одноступенчатого (одноколёсного) центробежного насоса. В заключении представлены основные выводы. Данная работа может представлять интерес для специалистов в области гидравлики и студентов технических вузов.

Текст научной статьи

Подрезка наружного диаметра рабочего колеса увеличивает зазор между рабочим колесом и направляющим аппаратом (спиральным отводом). Это выравнивает поток за центробежным колесом, что приводит к уменьшению силового взаимодействия потока с рабочими органами центробежного колеса. Этим пользуются, когда необходимо уменьшить пульсации давления, вихри и шум насосного аппарата, [1, 300]. Подрезку рабочих колес применяют насосостроительные заводы для расширения области применения некоторых выпускаемых типов насосов. При уменьшении выходного диаметра D1 (Рис. 1) рабочего колеса уменьшается окружная скорость u2. Следовательно, уменьшается напор, создаваемый рабочим колесом центробежного насоса, и в некоторой степени его подача. Опыты показывают, что КПД насоса при умеренной обрезке рабочего колеса изменяется мало. При обрезке рабочего колеса по наружному диаметру геометрическое подобие нарушается. Поэтому законы, которыми пользуются при обточке рабочих колёс центробежных насосов, ничего общего с законами подобия не имеют. Рис. 1. Коррекция рабочего колеса Изменение параметров насоса при подрезке рабочих колес для центробежных насосов приближенно можно определить по уравнениям подобия: (1) где: Q, H, N, D1 - номинальные подача, напор, мощность и наружный диаметр рабочего колеса (до обрезки); Q’, H’, N’, D2 - номинальные подача, напор, мощность и наружный диаметр рабочего колеса (после обрезки); Пользуясь зависимостями (1), можно построить характеристики насоса с обточенным колесом. Необходимый диаметр обточки D2 может быть найдет по остальным известным величинам: (2) Отметим, что стачиванием рабочего колеса по внешнему диаметру изменяют не только характеристику насоса, но и его коэффициент быстроходности ns. При большой обточке рабочего колеса значительно увеличивается отношение и уменьшается ns, (рис.2). Коэффициент быстроходности рассчитывается по формуле: (3) Рис. 2. Допустимая подрезка рабочего колеса в зависимости от коэффициента быстроходности Напор при этом уменьшается на величину, большую, чем по расчёту, а КПД насоса уменьшается. Вследствие этого допустимая степень обточки рабочего колеса, в процентах, должна согласовываться с коэффициентом быстроходности ns. Рис. 3. Характеристики насоса и сети при подрезке (обточке) рабочего колеса Предположим, что линия 1 представляет собой характеристику необточенного колеса, а 2 - характеристика при максимальной обточке колеса. Участок А-В характеристики является рабочим, т.е. соответствует максимальному КПД. Параболы обточек и ограничивают оптимальную рабочую зону максимально обточенного колеса. Точки С и D построены с помощью парабол обточек и ограничивают оптимальную рабочую зону максимально обточенного колеса. Параболы обточек характеризуют режимы, одинаковые для обточенных колес, располагаются на диаграмме с координатами H, η - Q. Область АВСD включает все точки характеристик обточенных колес, удовлетворяющих требованиям максимальной экономичности. Четырехугольник АВСD называют полем насоса. Сводный график полей центробежных насосов приводят в каталогах насосов. По заданным значениям подачи и напора на сводном графике находят режимную точку, которая попадает на поле какого-то конкретного насоса, который обеспечит наибольший КПД на указанном режиме. На поле насоса приводится его марка и частота вращения, [7, 29]. Пример расчета подрезки колеса В качестве основного инструмента исследования воспользуемся программой «Расчёт подрезки колёс». Данная программа использует среду Microsoft Excel и использует зависимости (1) и (2) для моделирования характеристик обточенного колеса насоса. Исходные параметры: - подача: Q=74 м3/ч; - напор: H=85,2 м; - диаметр колеса до подрезки: D1=210 мм; - первое приближение нового диаметра: D2=190 мм; - диаметр входных кромок колеса: D3=90 мм; Для вычисления характеристик насоса с подрезанным колесом необходимо заполнить таблицу исходных характеристик (до подрезки), которые указаны в паспорте насоса. Далее программа преобразует заданные параметры в характеристики насоса после подрезки лопастного колеса, (рис.4). Рис.4. Рабочее поле программы «Расчёт подрезки колёс» По результатам расчёта получен график напорной характеристики насоса до и после подрезки лопастного колеса (рис. 5) Рис. 5. Графики напорной характеристики По результатам расчётов видно, что характеристики насоса изменились следующим образом: подача (Q’) и напор (H’) насоса с подрезанным колесом установились на уровне 90,48% и 77,78% от исходных соответственно, при уменьшении выходного диаметра D2 колеса на 9,52% (). Заключение Таким образом, подрезка рабочего колеса является наиболее дешёвым способом изменения рабочих характеристик насоса (подача и напор). С помощью её можно с лёгкостью и в кратчайшие сроки добиться требуемых параметров насоса и запустить его в эксплуатацию.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.