Вплив форми лопаток на роботу відцентрового насосу
Від форми обрисів лопаток робочого колеса залежить розмір теоретичного напору, утворюваного робочим колесом, а отже, і ККД насоса. Тому формі обрису лопаток при конструюванні відцентрових насосів надають особо важливе значення.
За формою обрисів лопатки відцентрових насосів розділяють на три типи: відігнуті назад, рахуючи по ходу обертання робочого колеса (а): із радіальним виходом (в); відігнуті вперед (б).
Мал.1. Форма лопаток колеса відцентрового насосу:
а - при 2 < 90°: б - при 2 > 90°; в - при 2 = 90°
Таким чином, після проведення ряду розрахунків випливає, що при збільшенні рогу кута 2 збільшується напір Нт, що розвивається насосом, а також абсолютна швидкість с2. Може показатися, що лопатки, загнуті вперед (III тип), більш практичні. Проте при великих розмірах швидкості с2 збільшуються гідравлічні втрати при виході потоку з робочого колеса, а це призводить до зменшення ККД насосу і погіршенню експлуатаційних якостей насосу (запуск насоса ускладнюється), режим роботи насосу стає нестійким, з'являються вібрації тощо.
Тому кут 2 (кут виходу) приймається в межах 2 = 20-35°, що відповідає лопаткам, загнутим назад (І тип). При цьому кут нахилу лопаток при вході приймають: 1 = 20- 30° при оптимальних робочих кутах 1 = 90°; 2 = 8-15°.
Для зменшення гідравлічних втрат у межах проточної частини робочого колеса повинна забезпечуватися плавна зміна відносних швидкостей від 1 до 2, що досягається поступовим зменшенням кривизни лопаток до виходу.
Поняття про кавітацію. Вплив кавітації на роботу насоса.
Кавітація в перекладі означає утворення порожнин. Кавітацією називають процес виділення газу, розчиненого в рідині, внаслідок зниження тиску, що призводить до суцільності потоку. Зниження тиску може відбутися з ряду причин: велика висота всмоктування (більше припустимої); висока температура рідини, що перекачується; низький тиск атмосферного повітря.
Якщо тиск при вході на лопасті робочого колеса понизиться до тиску пароутворення всмоктуваної рідини, то в міжлопасному просторі робочого колеса утвориться пара, наявність якої обумовлює кавітацію.
Явище кавітації в лопастевих машинах полягає в такому: утворені з рідини пухирці пару захоплюються рухаючимся потоком рідини, і, попадаючи в область підвищеного тиску, зникають у результаті конденсації. Внаслідок зникнення пухирців при миттєвій конденсації пару відбувається місцеве підвищення тиску до 1000 і більш атмосфер.
Механічна дія підвищеного тиску (місцеві удари при миттєвому заповненні рідиною обсягів, що звільнилися в результаті конденсації пухирців пару) призводить до руйнації лопастей. Крім того, руйнація лопастей при кавітації відбувається також через ерозію металу.
Кавітація супроводжується характерним шумом і тріскотнявою усередині насосу, понижує ККД насоса, напір і іноді викликає вібрацію агрегату.
Особливо швидко при цьому руйнується чавун. Більш стійкими металами надаються бронза і нержавіюча сталь, але і вони піддаються руйнації. Тому кавітація при роботі насоса неприпустима, а висота всмоктування повинна бути такою, при якій виникнення кавітації неможливо.