7.2Параметри нагнітачів.

Робота нагнітача характеризується його продуктивністю, напором, споживаною потужністю і КПД.

Продуктивність нагнітача - це кількість рідини, яка подавана їм в одиницю часу. і масову продуктивність . Ці величини зв’язані між собою залежністю :

де  - густина рідини, кг/м³

Напором нагнітача Н називають енергію, повідомлену одиниці ваги середовища що перекачується. У системі СИ енергія вимірюється в Дж, одиниця ваги в Н /ньютонах/. Відповідно до цього одиницею виміру напору буде Дж/Н=Н м/Н=м. Таким чином, напір Н вимірюється в м. Напір не залежить від роду рідини що перекачується.

Перепад тисків - ця величина може бути розрахована як різниця між тиском на виході з нагнітача і на вході в нього. Перепад тисків вимірюється Р Н/м². Розмір перепаду тисків пов'язан із напором співвідношенням

=

де =g - питома вага рідини що перекачується, н/м³. Перепад тисків Р можна уявити як енергію, яка повідомлена нагнітачем одиниці об'єму рідини що перекачується.

Корисна потужність -N_n - це енергія, яка повідомляється рідини що перекачується в секунду

кВт.

Потужність, яка передана двигуну нагнітача більше корисної на величину утрат N. Ця потужність називається споживаною.

Відношення корисної потужності до споживаної характеризує досконалість нагнітача і являє собою його коефіцієнт корисної дії

7.3Відцентрові нагнітачі.

Рівняння Эйлера

При роботі нагнітача кожна точка робочого колеса і частки рідини рухаю ться разом із колесом із деякою окружною швидкістю U. Щодо обертового колеса частки рідини рухаються з відносною швидкістю W. Швидкість абсолютного прямування частки рідини С може бути визначена шляхом побудови паралелограма швидкостей. Значення швидкостей на вході лопатки позначимо індексом i, на виході - індексом 2.

Рівняння Эйлера встановлює зв'язок між збільшенням енергії рідини в нагнітачі і зміною її швидкості.

Дане рівняння отримане з припущеннями що нагнітач перекачує не в’язку рідину і що робоче колесо нагнітача має нескінченно велику кількість лопаток.

У більшості нагнітачів середовище що перекачується підводиться в канали лопаток з абсолютною швидкістю, спрямованої перпендикулярно до окружної, тобто ₁=90, тоді cos₁ =0 і рівняння Эйлера приймає вигляд.

Із паралелограмів швидкостей за допомогою теореми косинусів можна отримати

Підставимо отримані вираження в рівняння Эйлера. Тоді будемо мати

Перший член являє собою приріст кінетичної енергії одиниці ваги рідини або динамічний напір

Сума двох інших членів є підвищення потенційної енергії одиниці ваги рідини, тобто статичний напір

Приріст потенційної енергії здійснюється за рахунок роботи відцентрових сил і внаслідок зменшення швидкості відносного руху в каналі, тобто дифузійного ефекту.

7.4Робочі характеристики відцентрових нагнітачів.

Характеристиками нагнітача називають залежності напору Н, споживаної потужності N і ККД  від його продуктивності Q при постійному числі оборотів n.

Характеристика H=f(Q);

Теоретичний напір утворюваний нагнітачем за умови ₁=90 може бути визначений по рівнянню Эйлера

Продуктивність робочого колеса нагнітача можна визначити з рівняння нерозривності потоку, записаного для вихідного перетину. Площа, через яку виходить рідина з робочого колеса відцентрового нагнітача складе:

, м²

де, D₂ - зовнішній діаметр робочого колеса, м

b₂ - ширина робочого колеса, м

₂ - коефіцієнт стиснення на виході враховуюча наявність лопаток кінцевої товщини. Звичайно ₂ = 0,9 – 0,95

Швидкість рідини нормальна до поверхні f2

Виразимо швидкість W₂, через окружну швидкість U₂.

Продуктивність робочого колеса відповідно до рівняння нерозривності потоку

або

Тоді теоретичний напір виходячи з рівняння Эйлера

м

Позначимо ;

Таким чином

У такий спосіб залежність теоретичного напору від витрати подає пряму лінію, становище якого залежить від кута ₂.

Якщо лопати нагнітача відігнуті назад, то кут ₂ 90, то ctg₂0 і отже зі збільшенням Q_к напір буде падати.

Я кщо лопати нагнітача відігнуті наперед , то кут ₂90⁰, то ctg₂0 і отже зі збільшенням Q_к напір буде рости.

Дійсний напір відрізняється від теоретичного на значення втрат напору в проточній частині машини. При зміні продуктивності машини втрати напору змінюються по-перше, унаслідок зміни опору проточної порожнини, пропорційно квадрату середньої швидкості потоку; по-друге через зміну напрямку швидкості на вході в міжлопатеві канали. У результаті цього характеристика дійсного напору розташовується нижче теоретичного.

В залежності від кута ₂ дійсна характеристика може мати дві типові форми:

1. При куті ₂40, характеристика має максимум і отже неоднозначність залежності Н=f(Q) у межах напорів Н_хх-Н_мах. Машини з такою характеристикою мають область хитливої роботи, у якій можлива самодовільна зміна продуктивності.

2. При куті ₂40, має місце падаюча характеристика Н=f(Q) і у всій області робота машини стійка.

Характеристика N=f(Q). Корисна потужність нагнітача N_n=MgН=QHg Вт залежить від його напору Н, продуктивності Q і роду рідини що перекачується . При перекачуванні одній і тієї ж рідини потужність N_n визначається тільки величинами Н и Q. При Q = 0 N_n= 0, при Q = Q_max і Н = 0 N_n= 0. Таким чином N_n=f(Q) являє собою криву з максимумом.

Н аявність у нагнітачі гідравлічних, механічних і інших утрат призводить до того, що залежність споживаної потужності N від продуктивності Q, значно відрізняється від залежності N_n=f(Q). При Q=0 потужність N має кінцеве значення, рівне потужності холостого ходу N_xх, надалі споживана потужність при збільшенні витрат зростає.

Характеристика =f(Q). Коефіцієнт корисної дії нагнітача являє собою відношення корисної потужності N_n до споживаної N.

Графічно дана залежність являє собою криву максимум якої повинний відповідати розрахункової продуктивності Q_p.

Максимальна величина  для насосів складає 0,7 – 0,9, для вентиляторів – 0,6 – 0,8.