Кинематика потока при входе жидкости в рабочее колесо

Скорость потока при входе в рабочее колесо , м/с:

= , (3)

где Q – подача, м³/с; η_об – объёмный КПД; D₀ – диаметр входного сечения

рабочего колеса, м; d_вт – диаметр втулки, м.

При входе на лопасть колеса частица жидкости займет положение М₁. Соответствующие скорости частицы при этом будут: относительная – ω₁, окружная – и абсолютная – .

Скорость потока , обычно не изменяется при движении жидкости до входа на лопасти рабочего колеса, т.е.:

= = (4)

где – абсолютная скорость потока при входе на лопасти, м/с;

– меридианная составляющая абсолютной скорости при входе на

лопасти, м/с.

Для плавного перехода от скорости к необходимо, чтобы угол α₁ был равен 90⁰, т.к. при этом вход частицы не будет сопровождаться отклонением ее от первоначального меридианного (радиального) движения.

Средняя окружная скорость входных кромок лопастей , равна:

= , м/с (5)

где D₁ – диаметр сечения, проходящего через середины сходных кромок

лопастей, м; n – частота вращения колеса, об/мин.

Средняя абсолютная скорость потока относительно лопасти рабочего колеса , определяется из параллелограмма скоростей:

= ω + , м/с(6)

Угол входа потока на лопасти β₁, определяется по формуле:

β₁ = (7)

Разность углов между направлением лопасти β_лоп1 и направлением относительной скорости ω₁(β₁) называется углом атаки α_ω :

α_ω = β _лоп1 - β₁ (8)

Угол атаки имеет значение при проектировании колес. По нормативным данным величина его положительна и на оптимальном режиме, должна находиться в пределах 3⁰ - 8⁰.

Рис. 4.1. Схема абсолютного движения жидкости в рабочем колесе центробежного насоса

После входа на лопасти поток движется вдоль лопастей, а траектория его соответствует очертаниям межлопастных каналов.