Формулы подобия

Основные параметры подпорных насосов серии НПВ

Основные параметры магистральных насосов серии НМ

Кавитация, кавитационный запас

Напорная, энергетическая и кавитационная характеристики насосов типа НМ

 

по ТУ 26-06-1053-76

 

Рисунок А.1 - Характеристика насоса НМ 2500-230, испытанного на воде


Кавитация - явление нарушения сплошности потока в том месте, где давление становится равным или меньше давления, близкого к давлению насыщенных паров жидкости Рs .

В этом случае жидкость вскипает, в месте кавитации возникают парогазовые скопления (каверны), нарушающие нормальную структуру потока. Поэтому, возникая в насосах, кавитация в первую очередь ухудшает энергетические показатели Н,Q, .

Кроме того, кавитация вызывает повышенную вибрацию, а в некоторых случаях - эрозию проточной части.

В центробежных насосах кавитация, в первую очередь, возникает у входа на лопатки рабочего колеса с тыльной стороны, где давление наименьшее.

Количественная оценка кавитационного состояния насоса осуществляется с помощью кавитационного запаса ;

(35)

где - энергия жидкости

- энергия насыщенных паров

 

Кавитационный запас - это превышение полного напора жидкости во входном патрубке насоса над давлением её насыщенных паров.

Жидкость, проходя от входа в насос до зоны пониженного давления, теряет часть энергии давления на трение и увеличение кинетической энергии при входе на лопатки, поэтому требуется всегда иметь запас этой энергии.

Кавитационный запас, при котором еще возможна бескавитационная работа насоса, называется допускаемым .

Эта характеристика приводится в каталогах как четвертая кривая характеристики насоса

Марка насоса Ротор Диапазон изменения подачи насоса, м3/ч Номинальные параметры
Подача, м3/ч Напор, м Доп. Кавит. запас, м К.П.Д.,%
НМ 1250-260 0,7·Qн 650 – 1150
1,0·Qн 820 – 1320
1,25·Qн 1100 – 1800
НМ 2500-230 0,5·Qн 900 – 2100
0,7·Qн 1300 – 2500
1,0·Qн 1700 – 2900
1,25·Qн 2400 – 3300
НМ 3600-230 0,5·Qн 1300 – 2600
0,7·Qн 1600 – 2900
1,0·Qн 2700 – 3900
1,25·Qн 3600 – 5000
НМ 7000-210 0,5·Qн 2600 – 4800
0,7·Qн 3500 – 5400
1,0·Qн 4500 – 8000
1,25·Qн 7000 – 9500
НМ 10000-210 0,5·Qн 4000 – 6500
0,7·Qн 5500 – 8000
1,0·Qн 8000 – 11000
1,25·Qн 10000 – 13000

 

Марка насоса Диапазон изменения подачи насоса, м3/ч Номинальные параметры
Подача, м3/ч Напор, м Доп. Кавит. запас, м К.П.Д., %
НПВ 150-60 90 – 175 3,0
НПВ 300-60 120 – 330 4,0
НПВ 600-60 300 – 700 4,0
НПВ 1250-60 620 – 1550 2,2
НПВ 2500-80 1350 – 3000 3,2
НПВ 3600-90 1800 – 4300 4,8
НПВ 5000-120 2700 – 6000 5,0

Обычно характеристики насосов определяют опытным путем для одного значения частоты вращенияи одной жидкости. Если в условиях эксплуатации насоса эти параметры изменяются, то характеристики насоса можно пересчитать на основе теории подобия.

 

 

 

Теория подобия насосов основывается на трех видах подобия: геометрического, кинематического и динамического.

Для соблюдения геометрического подобия необходимо обеспечить подобие основных форм и размеров модельного и натурного насосов. Например

dМ / dН = bМ / bН

Кинематическое подобие предполагает, что отношение скоростей модели и натуры в соответствующих точках должно сохраняться постоянным. Например

U2М / U2Н = V2М / V2Н

Динамическое подобие предполагает подобие процессов передачи энергии от рабочего колеса к жидкости.

Теоретические напоры при бесконечном числе лопаток согласно формуле Эйлера пропорциональны произведению двух скоростей окружной и тангенциальной, а коэффициент влияния числа лопаток одинаков для геометрически подобных колес.

При конструировании изготовляется модельный насос малых размеров, технические параметры которого пересчитываются на насос больших размеров (натурный) с помощью общих формул подобия

(30)

(31)

(32)

В этих формулах параметр геометрического подобия.

(33)

- среднеквадратичная шероховатость проточной части насоса.

Соответствующие геометрические размеры указаны на рис.14.1

 

 

Рис 14.1

Технические показатели насосов могут изменяться, если изменять число оборотов вала. Они меняются в соответствии с частными формулами подобия:

(27)

(28)

(29)

Индекс 1 относится к оборотам n1 , индекс 2 - к оборотам n2.

Центробежные насосы часто изготовляются сериями. Все насосы одной серии геометрически подобны друг другу.