Гидромашины

Подразделяются на насосы и гидродвигатели.
Насос – сообщает потоку жидкости механическую

Гидродвигатель - получает энергию от потока рабочей жидкости и преобразует ее в энергию движения выходного звена, передавая ее рабочим органам машины.

По принципу действия гидромашины делят на объемные и динамические

Объемными называю гидромашины, рабочий процесс которых основан на попеременном заполнении рабочих камер жидкостью и вытеснении ее из этих камер.

Если выходное звено получает вращательное движение, то такой гидродвигатель называют гидромотором, если поступательное, то силовым цилиндром.

Основной разновидностью динамических насосов являются лопастные

Лопастные машины имеют вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями.

снабженное лопастями.
Энергия от рабочего колеса жидкости передается путем динамического
взаимодействия

В центробежном лопастном насосе жидкость под действием центробежных сил перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов - подвода 1, рабочего колеса 2 и отвода 3. По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода. Рабочее колесо 2 передает жидкости энергию от приводного двигателя.

вращение рабочего колеса. Рабочее колесо осевого насоса похоже на винт

Оно состоит из втулки 1, на которой закреплено несколько лопастей 2. Отводом насоса служит осевой направляющий аппарат 3, с помощью которого устраняется закрутка жидкости, и кинетическая энергия ее преобразуется в энергию давления. Осевые насосы применяют при больших подачах и малых давлениях.

В осевом насосе можно расширить диапазон рабочих подач и напоров, в котором насос работает, применив поворотные лопасти.
С изменением угла установки лопасти характеристика насоса сильно изменяется при незначительном снижений оптимального КПД

V (абсолютная скорость) равна геометрической сумме скорости W жидкости относительно

α — угол между абсолютной V и переносной U скоростями жидкости;
β— угол между относительной скоростью W и отрицательным направлением переносной скорости U жидкости.

V U — проекция абсолютной скорости на направление окружной

через напорный патрубок.
Напор Н представляет собой разность удельных энергий жидкости

В геометрической интерпретации это высота, на которую жидкость способна подняться под действием статического давления и разности скоростей на входе в насос и выходе из него.

Где индексы обозначают Н – напорный, В – всасывающий.

Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) называется энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу времени.

Полезная мощность насоса NП − мощность, сообщаемая насосом перекачиваемой жидкости.

Определяется по формуле: NП =ρgHQ .

в подшипниках, в уплотнениях вала и на трение наружной поверхности

Мощность, остающаяся за вычетом механических потерь, передается рабочим колесом жидкости. Ее принято называть гидравлической NГ.

Объемные потери.

Жидкость, выходящая из рабочего колеса в основном поступает в напорный патрубок насоса, и частично возвращается в подвод через зазор в уплотнении 1 между рабочим колесом и корпусом насоса.

Энергия жидкости, возвращающейся в подвод, теряется. Эти потери называются объемными.

мощности насоса:

ηмех − механический КПД, учитывающий потери мощности в

ηГ −гидравлический КПД, учитывающий потери мощности на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе;

ηо − объемный КПД, учитывающий потери мощности в насосе из−за внутренних утечек, перетекания жидкости через зазоры из полости с высоким давлением в полость с низким давлением;

Гидравлические потери

Расходуются на преодоление гидравлических сопротивлений подвода, рабочего колеса и отвода.

Эйлером.
Оно связывает напор насоса со скоростями движения жидкости, которые

где u2 и u1 - окружные скорости рабочего колеса на выходе и на входе;
υ1U и υ2U окружные составляющие абсолютных скоростей на выходе и входе в колесо.

Теоретический напор, создаваемый центробежным насосом с бесконечно большим числом лопаток (z=∞), равен

Действительный напор центробежного насоса равен

Здесь kz - коэффициент влияния числа лопаток, который можно оценить по следующей приближенной формуле

и кавитационного запаса от подачи.

жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков заполненных газом или паром.

В потоке жидкости падение давления обычно происходит в области повышенных скоростей. При движении жидкости в области повышенного давления происходит конденсация паров в пузырьке, его захлопывание, при котором частицы жидкости движутся внутрь пузырька и сталкиваются друг с другом.

Это приводит к мгновенному местному повышению давления, достигающему тысяч атмосфер. Имеет место эрозионное разрушение стенок каналов.

В лопастных насосах кавитация сопровождается падением подачи, напора, мощности и возникает на лопатке рабочего колеса вблизи ее входной кромки.

Давление здесь значительно ниже, чем давление во входном патрубке насоса, из- за местного возрастания скорости и гидравлических потерь в подводе.

патрубке над давлением насыщенных паров этой жидкости.

где PВХ −

Режим, при котором начинается падение напора и мощности, называют первым критическим режимом. Ему соответствует первый критический кавитационный запас .

Режим, при котором происходит резкое падение напора и мощности, полный срыв работы насоса называют вторым критическим режимом. Ему соответствует второй критический кавитационный запас .

Допустимый кавитационный запас приводится в паспорте машины. Он на (10 − 30)% больше критического.

характеристика насоса при частоте вращения n1 а двигатель этого насоса

Для двух геометрически подобных центробежных накосов и для подобных режимов их работы справедливы следующие соотношения

где D - диаметры рабочих колес.

Приведенные формулы позволяют производить пересчет характеристик центробежных насосов с одной частоты n1 и диаметра D1 на другую частоту n2 другой диаметр D2.