Влияние профиля лопаток рабочего колеса центробежного насоса на его работу

Как это следует из основного уравнения центробежного насоса, напор, развиваемый им, зависит от величины и направления скоростей U2 и С2.

Угол β2 выбирается в определенных пределах; влияние величины угла можно представить в результате анализа основного уравнения центробежного насоса.

На фиг. 11 показаны возможные значения угла β2 (от β2 весьма малого до β2, стремящегося к 180°), соответствующие лопаткам различной кривизны [фиг. 11, а, 11, б и 11, в — лопатки загнуты назад, фиг. 11, г - лопатки направлены радиально (последний элемент лопатки направлен по радиусу), фиг. 11, д и 11, е — лопатки загнуты вперед].

Из уравнения:

видно, что для колес одного и того же диаметра и одинаковых чисел оборотов и производительности при различном профиле лопаток получаются различные H.

Путем выбора соответствующей ширины рабочего колеса у выхода C2 получить равными абсолютной скорости входа C1, то есть C2r = C1 (фиг. 12).

Для лопатки, сильно загнутой назад, угол β2 мал, угол α2 близок к 90° и тогда H близко к 0, т. е. вся работа идет на изменение относительных скоростей; жидкость выходит из рабочего колеса с той же скоростью, с какой поступает в него; давления колесо не развивает.

С увеличением угла β2 угол α2 уменьшается и H возрастает. При β2 = 90° лопатка заканчивается радиально; эти лопатки могут быть использованы лишь в насосах специальных конструкций.

При β2 > 90˚ лопатки загнуты вперед, H принимает наибольшее значение, но при этом, как это видно из фиг. 12, получаются большие скорости; что приводит к значительным потерям при преобразовании скоростного напора в давление; образование больших скоростей на коротком пути от входа до выхода вызывает значительные ускорения в жидкости и, кроме того, большие скорости сопровождаются большими потерями на трение. Все это приводит к весьма низкому к. п. д. такого насоса.

Обычно в практике проектирования центробежных насосов угол принимают равным 14 — 25°, а β2 принимают в пределах 20 - 35° (лопатки загнуты назад) или близким к указанным пределам и редко более. Рабочие колеса этого типа дают практически более устойчивую работу насоса и лучшую в эксплуатационном отношении зависимость между Q и H.