Файл: Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник.pdf

На рис. 8, б, г, д показано направление циркуляции вокруг лопатки в колесах центробежного насоса, а также центростреми­ тельной и центробежной турбин. Для первых двух колес направ­ ление действия относительного вихря совпадает с направлением циркуляции, что способствует увеличению перепада давлений на лицевой и тыльной сторонах лопатки и увеличивает отклонение потока.

Рис. 8. Распределение скоростей в межлопаточных каналах и отклонение по­

бежном насосе; г — суммарная эпюра скоростей и отклонение потока в центростремитель­ ной турбине; д — суммарная эпюра скоростей и отклонение потока в центробежной тур­ бине

В центробежной турбине направления относительного вихря и циркуляции вокруг лопатки противоположны. Как правило, преобладающее действие оказывает циркуляция, и поток на выходе из центробежного колеса отклоняется по направлению вращения.

Явления, связанные с вязкостью реальной жидкости, приводят

14

к изменению характера течения идеальной жидкости при беско­ нечном числе лопаток.

Если канал в целом является конфузорным, то возможность возникновения отрывных течений уменьшается. Поэтому в тур­ бинах, в которых часто каналы выполняются конфузорными, влияние вязкости жидкости на отклонение потока меньше, чем в насосах. Однако в насосах влияние относительного вихря, цир­ куляции вокруг лопасти и отрывных течений приводит к откло­ нению основного потока на выходе в одну и ту же сторону — про­

Рис. 9. Треугольники скоростей с учетом конечного числа лопаток:

а — в реакторе; б — в насосе; в — в турбине

Внеподвижных реакторах отклонение потока определяется только наличием циркуляции вокруг лопатки и изменением по­ граничного слоя. Так как при работе изменяется знак момента на реакторе, а также знак циркуляции жидкости вокруг лопатки, то отклонение потока на выходе может происходить в любую сторону.

Вгидромашинах отклонение потока учитывают на выходе из рабочих колес коэффициентом [13]

(17)

U200

где cU2, Cul,*, — проекции абсолютной скорости на окружную соответственно при конечном и бесконечном числе лопаток (см. рис. 9, а, б, в). При расчете турбин, для которых скорость си2 может быть равна нулю, целесообразно учитывать отклонение потока по формуле

Наличие отклонения потока в колесах от направления лопатки приводит к несовпадению значений напоров Ніоо и моментов Mtœ, рассчитанных при бесконечном числе лопаток, с опытными зна­ чениями Ht и М(.

В гидромуфтах и гидротрансформаторах конечное число ло­ паток оказывает влияние как на параметры выхода (за счет данной

15

Опыт подтверждает пригодность этой формулы для расчетов насосов с коэффициентами быстроходности ns — 70+150 и с ло­ патками, загнутыми назад. Для более быстроходных колес вели­ чина поправки увеличивается. Стоящий впереди выражения (21) числовой коэффициент зависит от шероховатости поверхности проточной части колеса. Для тщательно обработанных колес можно принимать нижний предел этих значений.

Академик Г. Ф. Проскура рекомендует для насосов

IS

получены экспериментально при замере скоростей на выходе из рабочих колес при помощи зондов (см. далее гл. V, § 42).

Учет стеснения потока лопатками. При выводе предыдущих выражений было сделано допущение, что лопатки бесконечно тонкие. Толщина лопаток в реальных колесах выбирается из кон­ структивных и технологических соображений и колеблется в пре­ делах 0,7—6 мм. Поэтому при расчетах необходимо учитывать изменение площади проходного сечения на входе и выходе для каждого колеса, а следовательно, и изменение скоростей.

Рис. 11. Учет влияния стеснения потока лопатками:

а — основные геометрические параметры; б — треугольники скоростей

Меридиональная составляющая абсолютной скорости с учетом

18