Основы теории подобия.

Лекция 3

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАСЧЕТЫ НАСОСОВ

Основы теории подобия.

Законы пропорциональности. Подачи, напоры и мощности подобных машин.

Коэффициент быстроходности.

Кавитация. Кавитационный режим.

Основы теории подобия.

Сложность гидро- и аэродинамических процессов, происходящих в рабочем органе нагнетателя, делает невозможным расчет его характеристики. Поэтому она строится только экспериментально. Однако при проектировании нового нагнетателя необходимо иметь такую характеристику для установления его эксплуатационных возможностей. В этом случае при проектировании нового нагнетателя пользуются теорией подобия, которая позволяет выбрав существующий (модельный) нагнетатель, получить размеры рабочего органа проектируемого (натурного) нагнетателя, соответствующие требуемой характеристике. Значительно дешевле бывает (особенно при проектировании мощных нагнетателей) изготовить модель существенно меньших размеров и провести ее испытания.

Как же сказывается изменение частоты вращения привода и геометрических размеров нагнетателя на его характеристике? Ответ на этот вопрос можно получить с помощью теории подобия, которая утверждает, что две машины будут гидродинамически подобны, если выполняется следующие условия (пусть модельный (М) и натурный (Н) насосы):

1) Геометрического подобия (подразумевает пропорциональность всех сходных размеров и равенство всех углов):

- фактор геометрического подобия

2) Кинематического подобия (предусматривает пропорциональность скоростей в сходных точках потока):

- фактор кинематического подобия.

3) Динамического подобия (подразумевает равенство критериев Рейнольдса).

Иногда геометрического и кинематического подобия недостаточно для отображения работы натурного нагнетателя, т.к. движение жидкости в двух геометрически подобных насосах может иметь совершенно различный характер, в одном случае поток может быть ламинарным в другом турбулентный тогда должно выполняться условие динамического подобия:

- фактор динамического подобия.

Таким образом, получение характеристик промышленных нагнетателей возможно путем исследования модели в лабораторных условиях. Эти исследования дают возможность:

a. выявить недостатки работы насосного оборудования и устранить их на натуре;

b. позволяют корректировать формулы полученные теоретическим путем;

c. позволяет значительно экономить ресурсы предприятия.