Вплив дійсного характеру руху рідини в робочому колесі на теоретичний напір насоса

В дійсності рух реальної рідини в каналах робочого колеса значно відрізняється від ідеалізованої схеми, прийнятої при виводі головного рівняння відцентрового насоса. Тому і дійсний напір насоса відрізняється від величини, визначеної по формулі Ейлера. Ця відміна визвана двома причинами:

1)  впливом кінечної кількості лопаток в робочому колесі (при цьому порушується цівочність руху);

2)  впливом рідинного тертя (при цьому частина напору втрачається на подолання опорів).

Згідно гіпотезі про цівочний рух рідини припускається, що поток всередині лопасного канала осесиметричний.

Насправді розподіл відносних швидкостей в каналах робочого колеса кінечних розмірів не може бути осесиметричним через наявність силової дії лопатки на рідину. При цьому тиск на випуклій (передній) стороні лопатки (при лопатках загнутих назад) повинен бути більше ніж тиск на тильну сторону, а відносні швидкості руху рідини на передній стороні лопатки будуть менші ніж на задній Це витікає із рівняння Бернуллі:

 

 .

 

Схематично це можна зобразити так:

 

при осесиметричному                          фактичний розподіл          русі                                        відносних швидкостей

При русі реальної (природної) рідини через робоче колесо неодмінно будуть виникати гідравлічні втрати напору, які складаються із втрат по довжині, втрат напору на подолання місцевих опорів та втрат, пов’язаних з виникненням кордонного шару.

Зважаючи на сказане, формула для визначення напору насоса з урахуванням дійсного характеру течії реальної рідини в робочому колесі насоса при радіальному вході матиме вигляд:

H = k h _гідр u₂V_2u/g,

де: k -коефіцієнт,який враховує вплив кількості лопаток;

h _гідр - гідравлічний коефіцієнт корисної дії насоса, який визначається дослідним шляхом. Для серійних насосів h _гідр = 0,8 - 0,95.

Величина коефіцієнта k для насосів з одностороннім входом рідини в робоче колесо може бути визначена по одній із емпіричних формул:

формула Проскури ;

формула Пфлейдерера  .

В цих формулах: Z - кількість лопаток; b ₂ -робочий кут лопатки на виході із робочого колеса; r₁ та r₂ - відповідно вхідний та вихідний радіуси робочого колеса;                         j = (0,55 - 0,65) + 0,6 sin b ₂.

За обома формулами при Z ® ¥; k ® 1.

Точніше урахувати вплив кількості лопаток на напір насоса можна по методиці Стодола-Майзеля, або по теорії, розробленій С.С.Рудневим.

 Для приблизного визначення напору насоса при відомій швидкості u₂ можна скористатися формулою:

Н = a  , де:

a - коефіцієнт напору. На підставі дослідних данних установлено, що при нормальному режимі роботи насоса величина коефіцієнта a знаходиться в інтервалі 0,4-0,55.