Файл: Фонарев, А. Л. Гидромеханизация и гидротранспорт рыбы.pdf

где hg — напор рыбонасоса в метрах ртутного столба; Н — напор рыбонасоса .в метрах водяного столба; h'g — показание дифференциального ;манометра;

ур,у 0 — удельные веса ртути и воды.

Величина N в .каждом опыте находилась по мощно­ сти, которую затрачивает электродвигатель 'ПН-100 иа привод рыбонасоса.

Полезная мощность рыбонасоса и его коэффициент полезного действия определялись по следующим уравне­

Чтобы оценить точность эксперимента в естественных условиях, испытание рыбонасоса иа воде при различных числах оборотов проводилось в разное время. Результа­ ты этих опытов практически совпали.

При испытаниях рыбонасоса на гидросмеси ее твер­ дым компонентом являлась балтийская килька и атлан­

А-50». Центробежные рыбонасосы испытывались на во­ де, водорыбных смесях, а вихревой насос — только на воде.

78

Б. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ РЫБОНАСОСЫ

Рабочие характеристики на воде

Рабочие характеристики H(Q), N(Q), ij(Q) рыбона­ сосов на .воде получены нри различных числах оборотов:

м.Н.с. кВт

ные характеристики у центробежных насосов с большим числом лопаток. Исключение составляет Н (Q). Несмотря на крутой и устойчивый вид, при подачах, близких к ну­ лю, напор рыбонасоса резко возрастает. Из-за отрыва ■потока с тыльной стороны лопаток и неравномерного рас­ пределения давления по ободу рабочего колеса в проточ­ ной части рыбонасоса образуются обратные токи. Про­ ходя многократно через рабочее колесо, обратные токи обогащаются дополнительной энергией. В отводе за счет турбулентного обмена эта энергия передается выходя-

79

щеп из насоса жидкости. Благодаря этому с ростом на­ пора одновременно возрастают я гидравлические потери рыбонасоса.

Для геометрически подобных лопастных насосов с одинаковыми коэффициентами полезного действия зако­ ны подобия записываются так:

Н.н.й.е.

Рис. 21. Параболы подобных режимов Н(Q) для рыбонасоса РБ-150

80

№ *

Рис. 22. Расчетные и экспериментальные зависимости H(Q), N(Q) для рыбонасоса РБ-150 при « = 550 об/мин

Чтобы проверить, можно ли распространить законы подобия (IV.7), (IV.8), (IV.9) на рыбонасосы, параболы подобных режимов сопоставлены с результатами экспе­ римента. В качестве примера для рыбонасоса РБ-150 на рис. 21 изображена зависимость # (Q ). Мы видим, что вопреки ранее существовавшему мнению [8] рыбонасосы полностью подчиняются условиям подобия по числу обо­ ротов.

Для 550 об/мин рабочие характеристики рыбонасоса РБ-100 пересчитаны на геометрические размеры РБ-150. На рис. 22 приведено сопоставление расчета # (Q , п—

— const) с экспериментом. Рассмотрев этот рисунок, сле­ дует .признать, что рыбонасосы подчиняются законам подобия и по геометрическим размерам.

Таким образом, можно считать фактом, что рыбона­ сосы типа РБ подчиняются общим законам подобия для центробежных насосов (1V.7), (IV.8), (IV.9), и это дает возможность пересчитать их рабочие характеристики на

81

любое число оборотов и типоразмер (например, РБ-200,

РБ-250 и т. д.).

Общий коэффициент полезного действия рыбонасосов сравнительно высок. При оптимальных режимах работы

В указанном диапазоне изменения чисел оборотов ры­ бонасоса расходные скорости в сети значительно превы­ шают технологические возможности гидротранспорта ры­ бы (о^1,5 м/сек [20]). Для выполнения технологических требований диаметр трубопроводов, обслуживающих ры­ бонасос, должен 'быть увеличен примерно в 1,5 раза. И тогда для рыбонасосов типа РБ спи составит:

Наконец, по материалам испытания установлены сле­ дующие эксплуатационные параметры рыбонасосов ти­

Добавим, что эксплуатационные параметры, предложен­ ные заводом-изготовителем, не соответствуют действи­ тельности.

Анализ основных параметров центробежного рыбонасоса на гидросмеси (ут ^ 1 )

Теоретический напор центробежного насоса при бес­ конечном числе лопаток с радиальным направлением входной скорости (ai=90°) для идеальной жидкости ра­ вен [401:

где Н' — теоретический напор центробежного насоса

для идеальной жидкости;

Uz — окружная скорость идеальной жидкости на выходе;

82

Сг„ — проекция абсолютной скорости идеальной жидкостияа направление окружной скорости.

Пусть через рабочее колесо центробежного насоса движется идеальная гидросмесь со взвешенным твердым компонентом. Для струйного движения, при отсутствии скольжения фаз,

где Н'т — теоретический найор центробежного насоса для идеальной гидросмеси.

Таким образом, при одинаковых величинах С2и и 1/2 тео­

ретические напоры центробежного насоса на гидросмеси и однофазной жидкости равны.

Если теоретический напор центробежного насоса на гидросмеси выразить в метрах столба ее жидкой фазы, то

где у = -----------относительный удельный вес гидросмеси; Yo

у,уо ■— удельные веса гидросмеси и ее жидкой составляющей.

Мы видим, что на Н'т линейно влияет относительный удельный вес гидросмеси. В связи с этим у тяжелой гид­

росмеси (y > 1)Н'тбольше, у легкой гидросмеси ( у < 1) — меньше, а у гидросмеси с одинаковыми удельными веса­

ми компонентов (у = 1 ) он равен теоретическому напору однофазной жидкости.

Влияние числа лопаток рабочего колеса (z=^=oo) на теоретический напор центробежного насоса, перекачива­ ющего гидросмесь, практически не изучено. Можно пред­ положить, что это влияние в равной мере распространя­ ется на идеальную жидкость и идеальную гидросмесь со взвешенным твердым компонентом. Иными словами, при­ нимая коэффициент циркуляции не зависящим от свойств жидкости (однофазная жидкость, гидросмесь), можно распространить уравнение (IV. 12) на центробежный на­ сос с конечным числом лопаток. В этом случае

83

где Нт, Нто — теоретические напоры центробежного

насоса с конечным числом лопаток «а гидросмеси и однофазной жидкости.

Действительный напор центробежного насоса меньше теоретического на величину всех гидравлических потерь в проточной части рабочего колеса и отвода [27]. На этом основании

У центробежного рыбонасоса теоретические напоры на гидросмеси и на воде приблизительно равны. Действи­

Гидравлические потери в местных-сопротивлениях для воды и водорыбной смеси имеют одну и ту же величину

[9], [31], [36]:

Так как стеснение жидкости со стороны твердого ком­ понента имеет место и внутри рыбонасоса, гидравличе­ ские потери на трение в проточной его части составляют:

где hu гидравлические потери на трение однофаз­

ной жидкости при параметрах гидросмеси; b — коэффициент.

84