Шляхи підвищення усмоктувальної здатності відцентрових насосів.

 статья к.т.н. Адама Л.Н.

Підвищення усмоктувальної здатності можливо шляхом раціонального вибору вхідних параметрів. Цей спосіб забезпечує збереження енергетичних показників, простому, мінімум доробок при відсутності додаткових пристроїв. Дослідження ґрунтувалися на наступних положеннях:

  1. Умови входу рідини на лопатки колеса впливають на усмоктувальну здатність насоса.

  2. Умови плину рідини на виході з колеса впливають на умови її плину на вході в колесо.

Усмоктувальну здатність визначають вхідні швидкості потоку і їхнього співвідношення. Оптимальні узагальнюючі зони характеризуються визначеними значеннями Скр, що залежать від надкавитаційного напору на вході:

, (1)

де V1 – абсолютна швидкість рідини на вході;

W1 – відносна швидкість рідини на вході;

j - коефіцієнт нерівномірності швидкостей;

l до – параметр кавітації;

Vm1 – меридіанна швидкість;

U1 – окружна швидкість;

На підставі аналізу вхідних розрахункових трикутників швидкостей запропонований вибір параметрів входу по оптимальній величині швидкості закручування, що забезпечує мінімум надкавитаційного напору . отримано оптимальну константу подоби:

При цьому має місто раціональне співвідношення вхідних швидкостей з оптимальними вхідними кутами і , як наслідок, рівномірним розподілом давлений і мінімальними втратами енергії на вході.

Для насоса ЦНСК 500 – 160..800 (|ns = 80) установлена залежність:

Нк = 3,168 – 0,392 VU1 + 0.067 VU12

Графічно розрахункові значення вхідного діаметра лопаток колеса Д1 і кута абсолютної швидкості на вході a 1 визначаються з умови hk min на перетинанні з функцією (1). Після перетворень отримано:

На підставі аналізу параметрів оптимальних перших ступіней насосів ДО, НЦВ і розрахунковим шляхом знайдені оптимальні константи подоби й обмежувальні притериальні нерівності:

У1 = У1 / Д1 = 06..08; Д0 = Д0 / Д1 = 1,1..1,3; б = б/б0 = 01..05;

dвт = dвт / Д0 = 0,25..0,33; Д0’ ³ 4; l до ³ 0,1; j = 1,1..1,5;

де Д0’ – коефіцієнт вхідного діаметра колеса;

У1 – ширина колеса;

Д0 – вхідний діаметр колеса;

б / б0 – відношення товщин лопаток;

dвт – зовнішній діаметр втулки;

n – частота обертання;

Q – подача насоса;

Проаналізовано вплив на усмоктувальну здатність і такі фактори, як бічні пазухи, зазори в ущільненнях, розвантажувальні отвори, що обумовлюють внутрішні витоки.

Варіюванням розмірів бічних пазух установлене раціональне співвідношення: x = x / Д2 = idem; зокрема x / Д2 = 0,015..0,02, по якому варто задавати передньої і задньої пазух і профілювати їхній паралельно дискам колеса по всій довжині.

При подвійному ущільненні з розвантажувальними отворами перетин останніх Fр.про рекомендовано вибирати по співвідношенню:

Fр.про / Fщ = idem = 7..10.

Направляти розвантажувальні отвори раціонально під кутом 20-30 градусів, до основного потоку на мінімально можливому діаметрі -при цьому усмоктувальна здатність наближається до Нвдоп незруйнованого колеса. Додаткове підвищення усмоктувальної здатності забезпечується при напрямку розвантажувального потоку убік основного.