Принципы гидродинамического подобия в лопастных насосах. Формулы подобия, их применение для построения характеристики насоса при изменении частоты вращения и размеров насоса.

При изучении явлений, происходящих в природе и технике, наука широко пользуется методом моделирования этих явлений. Смысл моделирования заключается в том, чтобы по результатам опытов на модели судить о явлениях, происходящих в натурных условиях.

Для использования результатов модельных исследований в натуре необходимо знать теорию подобия. Гидродинамическое подобие складывается из трех составляющих: геометрического подобия, кинематического и динамического.

Геометрическое подобие требует постоянного отношения между линейными размерами модели и натуры, то есть постоянного линейного масштаба К_L ( idem – одинаково).

Кинематическое подобие требует постоянного отношения между местными скоростями, ускорениями в натуре и на модели.

Динамическое подобие требует, чтобы силы, действующие в натуре, были подобны силам, действующим в модели.

В поисках жидкостей обычно действуют разные силы: силы давления, силы трения, тяжести, инерции. Осуществление на практике полного гидродинамического подобия оказывается весьма затруднительным, поэтому обычно имеют дело с частичным подобием, при котором соблюдается пропорциональность лишь главных основных сил.

1. На жидкость действуют лишь силы давления и инерции.

Тогда, условием гидродинамического подобия двух потоков является равенство чисел Эйлера.

Число Эйлера есть величина пропорциональная отношению сил давления к силам инерции.

2.На жидкость действуют силы вязкости, давления и инерции.

В этом случае условием гидродинамического подобия потоков является равенство чисел Рейнольдса, величина пропорциональная отношению сил инерции к силам вязкости.

3. На жидкость действуют силы тяжести, давления и инерции. Следовательно, условием гидродинамического подобия потоков являются равенство чисел Фруда, величина пропорциональная отношению сил инерции к силам тяжести.

Формула. Критерий R_e является особенно важным при рассмотрении напорных потоков, а критерий Фруда – для безнапорных течений в открытых руслах.

Помимо перечисленных основных критериев подобия (Е_U,R_eF_r) в гидравлике применяются и другие критерии для особых случаев течения жидкости.