2.13 Коефіцієнт швидкохідності. Класифікація коліс за коефіцієнтом швидкохідності

Коефіцієнтом швидкохідності насоса n_s називають частоту обертів насоса, подібного даному, який створює напір 1м при корисній потужності 735Вт в режимі максимального ККД.

Коефіцієнт швидкохідності визначається за формулою

(2.41)

де Q – подача насоса, м³/c;

n – частота обертання, хв^-1;

Н – напір насоса, м.

n_s визначається для будь-якої динамічної машини на оптимальному режимі її роботи, причому він зберігає своє значення при роботі на в’язких рідинах, тоді як інші параметри оптимального режиму змінюються.

Динамічні насоси класифікують за коефіцієнтом швидкохідності (рис.2.18) наступним чином:

1) вихрові насоси – n_s=10...50; 1.7;

2) тихохідні відцентрові насоси – n_s =50…80; 2.5;

3) нормальні відцентрові насоси – n_s =80...150; 2;

4) швидкохідні відцентрові насоси – n_s =150...300; 1,8...1,3;

5) відцентрово – осьові – n_s =300...600; 1,2...0,9;

6) осьові – n_s =600...1200; 0,8.

При даних Q і Н і коли n_s n, то із збільшенням частоти обертання зменшуються розміри і маса насоса.

За коефіцієнтом швидкохідності, який визначається за формулою (2.41), можна вибрати тип машини з заданими Q, Н, n.

2.14 Гідравлічна система. Робота насоса на гідравлічну мережу

На рис.2.19 приведена найпростіша схема замкнутої гідравлічної системи. До гідравлічної мережі (див. рис.2.19) відноситься всі елементи гідравлічної системи, крім насоса. Робота насоса знаходиться в безпосередній залежності від опору гідравлічної мережі.

Рисунок 2.19 – Схема гідравлічної системи

Характеристикою гідравлічної мережі називається залежність втрат напору в ній від витрати рідини, тобто

h_м= f(Q_м). (2.42)

Втрати напору в мережі – це втрати енергії одиниці маси чи ваги рідини від перерізу 1 – 1 до 2 – 2 (рис.2.19).

(2.43)

де – статична складова втрат напору;

h_1,2 = Н_дин – динамічна складова втрат напору (визначається формулою Дарсі-Вейсбаха, тобто втратами напору в трубопроводах l₁ і l₂ ).

Характеристика гідравлічної мережі може бути представлена аналітично (в залежності від режиму руху потоку), або графічно (рис.2.20).

1– ламінарний режим; 2 – турбулентний режим; 3 – квадратичний режим

Рисунок 2.20 – Характеристики гідравлічної мережі при різних

режимах руху потоку

При ламінарному режимі

, (2.44)

де а_л – коефіцієнт пропорціональності ламінарного потоку.

При турбулентному режимі

, (2.45)

де а_т – коефіцієнт пропорціональності турбулентного потоку.

При квадратичному режимі тертя (найчастіше при перекачуванні води чи бензину)

, (2.46)

де а_кв – коефіцієнт пропорціональності квадратичного режиму тертя.

Для замкнутої гідравлічної системи

Q_м = Q_H і h_м = H_н , (2.47)

де Q_м і Н_н – відповідно подача і напір насоса.

Для кожного насоса при n=const існує його напірна характеристика Н-Q (рис.2.21). Якщо на цьому графіку привести характеристику гідравлічної мережі, то точка А, перетину цих двох характеристик називається робочою точкою гідравлічної системи. При зміні характеристики гідравлічної мережі (збільшенні або зменшенні опору) точка А автоматично переміщується по кривій Н-Q насоса, спричинюючи зміну режиму його роботи. Процес зміни режиму роботи насоса при зміні характеристики гідравлічної мережі називається саморегулюванням.

Рисунок 2.21 – Графік спільної роботи насоса і гідравлічної мережі