Меню Рубрики

Угол установки лопаток колеса

ИЖ 2126 -20 радужный йожиг › Бортжурнал › Влияние профиля лопаток рабочего колеса насоса (помпы) на его работу

Как это следует из основного уравнения центробежного насоса, напор, развиваемый им, зависит от величины и направления скоростей U2 и С2.

Угол β2 выбирается в определенных пределах; влияние величины угла можно представить в результате анализа основного уравнения центробежного насоса.

На фиг. 11 показаны возможные значения угла β2 (от β2 весьма малого до β2, стремящегося к 180°), соответствующие лопаткам различной кривизны [фиг. 11, а, 11, б и 11, в — лопатки загнуты назад, фиг. 11, г — лопатки направлены радиально (последний элемент лопатки направлен по радиусу), фиг. 11, д и 11, е — лопатки загнуты вперед].

видно, что для колес одного и того же диаметра и одинаковых чисел оборотов и производительности при различном профиле лопаток получаются различные H.

Путем выбора соответствующей ширины рабочего колеса у выхода C2 получить равными абсолютной скорости входа C1, то есть C2r = C1 (фиг. 12).

Для лопатки, сильно загнутой назад, угол β2 мал, угол α2 близок к 90° и тогда H близко к 0, т. е. вся работа идет на изменение относительных скоростей; жидкость выходит из рабочего колеса с той же скоростью, с какой поступает в него; давления колесо не развивает.

С увеличением угла β2 угол α2 уменьшается и H возрастает. При β2 = 90° лопатка заканчивается радиально; эти лопатки могут быть использованы лишь в насосах специальных конструкций.

При β2 > 90˚ лопатки загнуты вперед, H принимает наибольшее значение, но при этом, как это видно из фиг. 12, получаются большие скорости; что приводит к значительным потерям при преобразовании скоростного напора в давление; образование больших скоростей на коротком пути от входа до выхода вызывает значительные ускорения в жидкости и, кроме того, большие скорости сопровождаются большими потерями на трение. Все это приводит к весьма низкому к. п. д. такого насоса.

Теоретическую производительность рабочего колеса насоса можно вычислить по формуле:

Для центробежных насосов площадь живого сечения рабочего колеса (без учета стеснения его лопатками и утечек через неплотности) определяют как боковую поверхность цилиндра с диаметром, равным внешнему диаметру колеса и высотой, равной ширине колеса

Обычно в практике проектирования центробежных насосов угол принимают равным 14 — 25°, а β2 принимают в пределах 20 — 35° (лопатки загнуты назад) или близким к указанным пределам и редко более. Рабочие колеса этого типа дают практически более устойчивую работу насоса и лучшую в эксплуатационном отношении зависимость между Q и H.

Читайте также:  Установка покрышки на колесе

источник

Регулирование осевых вентиляторов

Под регулированием мы понимаем изменение аэродинамических характери­стик вентилятора во время его работы. Регулирование характеристик вентилято­ра (в процессе работы) может осуществляться:

• изменением угла установки лопаток колеса или закрылков ВНА (в дальней­шем — лопаточным аппаратом);

Изменение аэродинамических характеристик вентилятора в остановленном положении может осуществляться изменением:

Изменение характеристик осевых вентиляторов путем изменения числа ло­паток используется очень редко и, как правило, только в вентиляторах специаль­ного исполнения. Вентилятор при этом рассчитывается на максимальное число лопаток. Втулка колеса имеет посадочные места для установки максимального количества лопаток, которое при необходимости может быть уменьшено в два раза. Аэродинамические характеристики вентилятора при уменьшении числа лопаток в два раза изменяются следующим образом: уменьшаются максималь­ное давление и потребляемая мощность, несколько снижаются максимальная производительность вентилятора и его максимальный полный КПД.

Более подробно рассмотрим регулирование осевых вентиляторов лопаточными аппаратами. Возможности регулирования осевых вентиляторов таким образом несколько шире, чем у радиальных вентиляторов. Это связано как конструктивными особенностями, так и с наличием большего числа лопаточных аппаратов. Регулирование осевых вентиляторов лопаточными аппаратами мо­жет осуществляться изменением:

• углов установки лопаток колеса ?К;

• угла установки лопаток ВНА или закрылков ВНА;

• одновременно углов установки лопаток ВНА и колеса.

Изменение положения закрылков ВНА возможно как при остановленном, так и при работающем вентиляторе, поскольку конструктивно выполнить поворот­ные лопатки или закрылки несложно. Одновременный поворот закрылков ВНА происходит за счет поворота кольца, расположенного на внешней стороне корпу­са вентилятора, с которым кинематически соединены закрылки. Изменить же угол установки лопаток колеса во время вращения очень сложно, поэтому в общепромышленных вентиляторах углы установки меняются, как правило, при неработающем вентиляторе. Для этого вентиляторы малых типоразмеров долж­ны быть демонтированы из сети, т. к. для изменения угла установки необходим доступ к внутренней полости втулки. Вентиляторы больших типоразмеров и спе­циальные вентиляторы имеют люки для доступа к лопаткам, поэтому для пово­рота лопаток на заданный угол достаточно ослабить винты крепления. Регулиро­вание путем изменения положения угла установки лопаток СА не используется, т. к. влияние СА на аэродинамические характеристики вентилятора заключается только в уменьшении потерь в СА и потерь, связанных с закруткой потока.

Читайте также:  Снятие и установка рулевого колеса уаз

При увеличении углов установки лопаток колеса, кроме отмеченного роста производительности и потребляемой мощности, также увеличивается разрыв ха­рактеристики и срывной режим вентилятора начинается при большей произво­дительности.

При изменении угла установки лопаток колеса изменяется и КПД вентилято­ра, т. к. в этом случае лопаточная система становится неоптимальной для соответ­ствующего режима. Например, при уменьшении угла установки ?К относительно расчетного давление вентилятора уменьшается (если рассматривать режим при одной и той же производительности), при этом лопаточная система имеет большую густоту, а лопатки — больший прогиб, чем это необходимо, что и приводит к повы­шенным потерям. КПД вентилятора может быть несколько увеличен за счет уменьшения числа лопаток. При увеличении же угла установки картина обратная, т. е. густота и прогиб лопаточной системы недостаточны, что также приводит к уменьшению КПД вентилятора. В этом случае КПД вентилятора может быть не­сколько увеличен за счет увеличения числа лопаток колеса.

При регулировании вентилятора углами установки лопаток колеса полезным будет знать следующее (справедливо по крайней мере для вентиляторов, рассчи­танных на постоянную циркуляцию). На режимах, близких к режиму макси­мального полного КПД, поток за колесом:

• при уменьшении углов установки лопаток колеса отжимается к втулке;

• при увеличении углов установки лопаток колеса отжимается к периферии.

Отмеченные выше особенности поведения характеристик при регулировании углами установки лопаток колеса являются общими для всех осевых вентиляторов.

Регулирование закрылками ВНА основано на изменении угла входа потока в колесо, причем не только «вниз» — на уменьшение производительности, как в радиальном вентиляторе, но и в «вверх» — на увеличение производительности.

Для уменьшения производительности вентилятора лопатки ВНА должны под­кручивать поток на входе в колесо по направлению вращения.

Полный КПД вентилятора в силу отмеченных выше причин также меняется в широких пределах. Однако регулирование вентилятора “вверх” имеет предел, при котором дальнейшее увеличение подкрутки против вращения не приводит к заметному изменению характеристик.

источник

Выбор угла установки лопатки на выходе

На выходе из рабочего колеса лопатки могут быть изогнуты по направлению вращения назад (β 90°), либо оканчиваться радиально (β = 90°) (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Формы лопаток центробежного насоса

На рис. 5.17. изображены треугольники скоростей на выходе из рабочего колеса с бесконечным числом лопаток, соответствующие этим трём формам лопаток. Из треугольников скоростей следует, что при увеличении угла β окружная составляющая абсолютной скорости υU2∞ увеличивается. Следовательно, согласно уравнению (5.27.), напор насоса при увеличении β повышается. Это делает, на первый взгляд, выгодным применение лопаток, изогнутых по ходу вперёд. Тем не менее, рабочие колёса центробежных насосов выполняют, как правило, с лопатками, изогнутыми по ходу назад. Причины этого следующие.

Читайте также:  Установка жгута на колесо что это

Рис. 5.17. Треугольники скоростей на выходе для лопаток различных форм

1. Из рис. 5.16. следует, что у рабочих колёс с радиальными и изогнутыми вперёд лопатками канал между последними получается коротким и с большим углом расширения, вследствие чего гидравлические потери в них значительно больше, чем в колёсах с лопатками, изогнутыми назад.

2. Найдём отношение потенциального напора Нпот к теоретическому НТ. Согласно уравнениям (5.29), (5.28), (5.14),

Коэффициент ρ называется коэффициентом реакции. При бесконечном числе лопаток с учётом уравнения (5.31) получим

Из этого уравнения видно, что чем больше угол β, тем меньше коэффициент реакции. Таким образом, при увеличении угла β установки лопатки на выходе повышается доля скоростного напора, который должен быть преобразован в пьезометрический в диффузорной части отвода, что сопровождается большими гидравлическими потерями.

3. На рис. 5.18 изображены теоретические характеристики насоса с бесконечным числом лопаток при различных углах установки лопатки на выходе. Из уравнения (5.32) следует, что при β > 90°, и ctg β 0 напор уменьшается при увеличении подачи. Форма характеристики, получающейся при β 90°, приводит к неустойчивой работе насоса в установке (см. п. 5.15).

4. Из рис. 5.18 следует, что гидравлическая мощность Nг∞=QKρgHT, а следовательно, и потребляемая мощность насосов с лопатками, изогнутыми назад, изменяется с изменением подачи сравнительно мало. Это создаёт благоприятные условия для работы приводного двигателя, который при изменении подачи насоса в довольно широких пределах работает почти в постоянном режиме. Круто поднимающаяся кривая мощности наосов, имеющих лопатки, изогнутые по ходу вперёд, приводит к тому, что незначительные изменения подачи ведут к большому изменению мощности и, следовательно, к необходимости выбирать двигатель повышенной мощности.

Рис. 5.18. Характеристики центробежного насоса различных форм лопаток

В современных насосах угол установки лопаток на выходе выбирают в пределах β = 16 ÷ 40°.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector