Кинематика потока при выходе жидкости из рабочего колеса

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

При равномерной частоте вращения колеса с угловой скоростью ω,

(ω= ), частица жидкости, двигаясь по лопасти, вместе с ней через время t придет в точку М₂ (рис. 4.1.). Соответствующие скорости частицы будут: относительная – ω₂, окружная – , и абсолютная – .

При выходе из рабочего колеса окружная скорость потока жидкости ,

об/мин., равна:

= , м/с (9)

где D₂ – наружный диаметр рабочего колеса, м; n – частота вращения

колеса, об/мин.

Меридианная (радиальная) составляющая абсолютной скорости потока на выходе , находится по формуле:

, м/с (10)

где Q – подача, м³/с; η_об – объемный КПД; F₂ – площадь потока жидкости, выходящего из рабочего колеса, м; D₂ – наружный диаметр рабочего колеса, м; b₂ – расстояние между дисками колеса на выходе, м; δ₂ – толщина лопасти при выходе из колеса, м; β_лоп2 – угол установки лопасти, град.; Z_л – число лопастей рабочего колеса.

Эта скорость зависит только от подачи насоса и геометрических размеров колеса.

Определение напора насоса, параметров потока и построение планов его скоростей в колесе при входе и выходе

Построение плана скоростей при выходе потока из колеса начинается с построения векторов скоростей и . Относительная скорость потока ω₂ соответствует углу β_лоп2.

Вектор абсолютной скорости при выходе из рабочего колеса равен:

= ω₂ + , м/с(11)

Проекция скорости на направление окружной скорости называется тангенциальной составляющей скорости потока равной:

= – ctg β_лоп, м/с (12)

Из теории насосов известно, что на самом деле относительная скорость ω₂ отклоняется от направления лопастей колеса, в результате чего окружная составляющая становится меньше, чем это следует из построенного плана скоростей. Действительное значение скорости , можно определить по формуле:

, м/с (13)