Тихоходный

ns= 40-80

Быстроходный

ns=150-300

Диагональный

ns=300-600

Осевой

ns >600

D₂

b1

D₂

D₂

D₂

D₁

D₁

D₁

D₁

dвт

D₀

D₁= D₂

D₂/ D₁=2,5-3,0

D₂/ D₁=2,0

D₂/ D₁=1,4-1,8

D₂/ D₁=1,1-1,2

D₂/ D₁=1,0

Ось вала РК

Рис. 8.1.

На рис.8.1 приведены схемы меридиональных сечений центробежных рабочих колес насосов в зависимости от величины коэффициентов быстроходности.

Это результат обобщения большого количества разработок циркуляторов с различными значениями подач, напоров и угловых скоростей вращения. Естественно, что каждый экземпляр разработанного РК выполнен с максимально возможным совершенством в отношении потерь как в самом РК так и в устройствах подвода и отвода перекачиваемой среды.

Приведенная классификация представляет плавный переход от чисто центробежных РК к осевым насосам по мере возрастания коэффициента быстроходности.

Тихоходные центробежные насосы при малой подаче развивают большой напор, что заставляет РК выполнять с большими D₂ и малыми b₂. Это приводит к относительно большим гидравлическим потерям на трение в межлопастном пространстве РК. Для диагональных РК является характерным интенсивное вихреобразование в относительно большом объеме каналов межлопастного пространства и связанные с этим процессом дополнительные гидравлические потери.

Величина n_S определяет не только облик центробежных насосов, но и другие параметры машин.

В практике расчетов объемный КПД центробежных насосов ηо на начальной стадии проектирования объемный КПД - ηо принято оценивать по величине ns из соотношения:

1/ηо=1+0,68/n_s^2/3, (8.10)

из которого следует монотонное уменьшение объемных потерь (возрастание ηо) по мере увеличения быстроходности насосов. Полуэмпирическая формула (8.10) получена в соответствии с определением объемного КПД:

ηо= Q/(Q+q)=1/ (1+q /Q), (8.11)

или:

1/ηо= 1+q /Q,

где величина циркулирующего через зазоры расхода q предполагается пропорциональной корню квадратному от напора:

q = b Н^1/2 = b Н^2/4. (8.12)

Обратная величина отношения q/Q с учетом (8.11) Q/ q = Q/ b Н^2/4 и данных испытаний может быть приближенно представлена в виде:

Q/ q ≈ a₁ (3,65 n Q^1/2/ Н^3/4)^2/3 ≈ a (ns)^2/3, (8.13)

что и приводит к широко используемому в оценочных расчетах выражению 8.10.

В практике расчетов центробежных РК для приближенного расчета гидравлического КПД - ηг в диапазоне значений коэффициента быстроходности 50 < n_S <120 применяют эмпирическую формулу Ломакина:

ηг=1- 0,42 / (lg 1000D_0ПР –0,172 )², (8.14)

где D₀пр = ( D²₀ -d²вт )^1/2, м –приведенный диаметр РК, т.е. диаметр входа в РК с учетом диаметра ступицы d²вт. Формула Ломакина обобщает опытные данные как функцию скорости потока, т.к. величина D₀пр определяется в зависимости от Q^1/3.