В книге изложена теория, методика расчета и конструкции вндрс-вы.х насосов и гидротурбин. Описаны навигационные свойства вихревых насосов закрытого и открытого типов, их рабочий процесс при работе в режимах вакуум-насоса и компрессора, а также при работе на смеси жидкости и газа, методы уравновешивания радиальных и осевых сил, действующих на рабочее колесо.
Книга предназначена для инженерно-технических работников,, занимающихся проектированием, исследованием и эксплуатацией гидравлических машин. Она может быть также использована студентами втузов соответствующих специальностей.
30314-099
ГЛАВА I
Рабочий процесс вихревого насоса
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИХРЕВЫХ НАСОСОВ
Рабочим органом вихревого насоса является рабочее колесо 1 (рис. 1) с радиальными или наклонными лопатками. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе с малыми торцовыми зазорами. В боковых и периферийной стенках корпуса имеется концентрический канал а, начинающийся у всасывающего отверстия и кончающийся у напорного. Канал прерывается перемычкой 2, служащей уплотнением между напорной и всасывающей полостями. Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, прогоняется по нему рабочим колесом и выбрасывается в напорное отверстие.
По сравнению с центробежным вихревой насос компактнее (напор в 3—9 раз больше при тех же размерах и той же частоте вращения), конструкция его проще и дешевле. Большинство вихревых насосов обладает самовсасывающей способностью. Многие вихревые насосы могут работать на смеси жидкости и газа. В вихревом насосе изменение напора меньше влияет на подачу, чем в центробежном, о чем свидетельствует более крутая характеристика (рис. 2.). Недостатком вихревого насоса является низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, что препятствует применению вихревого насоса при больших мощностях. У наиболее распространенных насосов КПД 35—38%. Вихревые насосы имеют подачу до 12 л/с, напор до 250 м, мощность до 25 кВт, коэффициент быстроходности «s —4...40. Подача равномерная. Частота вращения вихревого насоса, как и-лопастного, ограничена только кавитационными явлениями. Следовательно, насос может быть непосредственно соединен с электродвигателем. Вихревые насосы не пригодны для перекачивания жидкости с большой вязкостью из-за резкого снижения напора. Допустимую вязкость жидкости определяют по числу Рейнольдса Re = A!u/v>20000, где /? и и — радиус и окружная скорость рабочего колеса. Не пригодны вихревые насосы для подачи жидкостей, содержащих абразивные частицы; быстрое изнашивание стенок торцовых и радиальных зазоров приводит к падению напора и КПД насоса.
Вихревые насосы обычно применяют при необходимости создать большой напор при малой подаче. Перспективно их при-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Рабочий процесс вихревого насоса........ 3
1. Область применения и классификация вихревых насосов . . 3'
2. Баланс энергии в вихревом насосе........ 5
3. Гипотезы Риттера и Шмидхена рабочего процесса вихревого насоса................. 11
4. Рабочий процесс вихревого насоса....... 13
Глава II. Схема расчета вихревого насоса........ 19
5. Основное уравнение вихревых насосов....... 19
6. Окружная составляющая скорости жидкости в канале . . 22"
7. Построение расчетной струйки......... 26
8. Меридиональный поток........... 36
Глава III. Опытная проверка гипотезы рабочего процесса и схемы расчета вихревого насоса ............ 45
... -тс/
9. Объект и метод экспериментального исследования .... 45
10. Результаты эксперимента : :........ 51
11. Поверочный расчет насоса СВН-80....... 55
12. Поверочный расчет насоса СЦЛ-20-24...... 64
Глава IV. Обзор схем расчета вихревых насосов, разработанных другими авторами ....... ..... 69"
13. Схема Г. Энгельса........... 69
14. Схема В. А. Вильсона, М. А. Сантало, Я. А. Олрича . . . 70'
15. Схема К. Пфлейдерера и А. М. Райта :...... 71
16. Схема Г. Пфаффа . . .-......... 71
17. Схема Н. Н. Купряшина; ,........ 73'
18. Расчет вихревого насоса методом статической проливки (метод П. П. Аргунова).......... 76
Глава V. Методы расчета вихревых насосов, основанные на статистической обработке опытных данных и на пересчете модельного насоса 78
19. Влияние конструктивных элементов насоса на характеристику 78
20. Оптимальные соотношения размеров вихревого насоса . . 89
21. Расчет вихревого насоса на основании статистических данных 90"
22. Выбор торцовых зазоров между рабочим колесом и корпусом 94
23. Расчет вихревого насоса путем пересчета модельного насоса . 96
24. Регулирование подачи вихревого насоса ...... 99
Глава VI. Кавитация.............. 100
25. Кавитация вв насосах открытого типа....... 100'
26. Кавитация в насосах закрытого типа...... lllj
196
Глава VII. Работа вихревого насоса на газе и на смеси газа и жидкости 115
27. Методика испытания вихревого насоса при работе на воздухе 115
28. Работа вихревого насоса открытого типа с глухими каналами
на газе.............. 116
29. Работа вихревого насоса открытого типа с открытым каналом
на газе ............... 122'
30. Работа насоса открытого типа с каналом, открытым к центру насоса, на газе............ 132
31. Работа насоса закрытого типа на газе....... 137
32. Работа вихревого насоса на смеси жидкости и газа . . . 145
33. Работа вихревого насоса на сжиженном газе с положительной высотой всасывания ............ 152
Глава VIII. Силы, действующие на рабочие колеса вихревых насосов 153
34. Радиальное усилие на рабочем колесе....... 153
35. Осевое усилие на рабочем колесе........ 155
36. Гидравлическое уравновешивание осевого " усилия на рабочем колесе.............. 160'
Глава IX. Вихревые турбины........... 169
37. Рабочий процесс вихревой турбины...... . 169
38. Баланс энергии в вихревой турбине....... 172
39. Схема расчета вихревой турбины........ 175
40. Экспериментальная проверка схемы расчета вихревой турбины 180'
41. Результаты испытания опытных вихревых турбин . . . 184
Глава X. Конструкции вихревых насосов........ 189
42. Конструкции насосов закрытого типа....... 189"
43. Конструкции насосов открытого типа...... 191
Список литературы.............. 194
Цена: 150руб.
