Влияние конечного числа лопаток на величину теоретического напора

Уравнение Эйлера, полученное при помощи одномерной теории при предположении, что движений жидкости струйное не соответствует действительности. В реальных условиях рабочее колесо имеет определенное (конечное) число лопаток, в связи с чем приходится учитывать отклонение всех элементарных струек от профиля лопаток. Это связано с тем, что жидкость, заключенная между двумя лопатками рабочего колеса стремится к циркуляционному движению, циркуляционное движение создается за счет того, что масса жидкости, находящаяся между лопатками имеет инерцию и поэтому стремится вращаться в направлении противоположном вращению рабочего колеса. В связи с этим создается неравномерное распределение скоростей в живых сечениях межлопаточных каналов. Неравномерность распределения скоростей продемонстрируем на рисунке 3.16.

Рисунок 3.16

В канале A показано струйное течение по схеме Эйлера, когда элементарные струйки повторяют очертания лопаток и скорости во всех этих элементарных струйках идентичны, т.е. на одинаковых радиусах равны.

В канале В показано циркуляционное движение при нулевой подаче (выход из межлопаточного канала закрыт). Жидкость в объеме этого канала получает вращательное движение относительно стенок межлопаточного канала в направлении обратном направлению вращения рабочего колеса.

В канале С показано поле скоростей (эпюра скоростей) в живом сечении межлопаточного канала, полученное в результате сложения скоростей поступательного движения по схеме Эйлера и циркуляционного, вызванного вращением рабочего колеса. Из эпюры скоростей видно, что струйки идущие около передней поверхности лопатки имеют меньшие скорости, а струйки идущие вблизи обратной поверхности лопаток имеют наибольшие скорости.

Вследствие возникновения циркуляционного движения и неравномерного распределения скоростей в сечениях межлопаточных каналов теоретический напор для рабочего колеса с конечным числом лопаток меньше теоретического напора при бесконечном числе лопаток. Эта потеря напора учитывается специальной поправкой на несоответствие схемы струйного течения Эйлера с действительным движением.

Поправку на конечное число лопаток можно произвести по формуле К.Порлейдерера:

;

где z – число лопаток;

- 0,8…1,0 для насосов с лопаточным направляющим аппаратом, =1,0…1,3 для насосов со спиральным отводом.

Поправку на конечное число лопаток также можно произвести по формуле академика Г.Ф.Проскура:

Примерные значения поправочного коэффициента на конечное число лопаток: