Відповіді на екзаменаційні питання № 1-88 дисципліни "Гідродинамічні машини і передачі" (Основне рівняння лопатевих гідромашин. Режими роботи гідродинамічної передачі), страница 8

Критичним кавітаційним запасом енергії   вважають такий кавітаційний запас енергії, при якому в насосі з'являється кавітація. У відповідності до рис.2. можна розрізняти перший та другий критичні кавітаційні запаси.

Якщо потрібно забезпечити роботу насоса без зміни його основних параметрів, то насос повинен мати допустимий кавітаційний запас енергії, який визначається за рівнянням (1):

 , де А - коефіцієнт кавітаційного запасу, рівний 1,15-1,3.

14. Кавітація в насосах і допустима висота всмоктування Начало см.  вопр. 13.

Допустима висота всмоктування

15. Види втрат, баланс енергії та ККД насосу

В лопастных гідромашинах процесс превращения энергии (механической в энергию потока и гидравлической в механическую) сопровождается потерями.

Потери энергии в насосах можно разделить на гидравлических, объемных и механических. К последним часто относят потери гидравлического торможения, потому что они не ведут непосредственно к снижению напора, который развивает насос, а увеличивают потребляемую мощность. Однако физическая природа потерь энергии, связанных с гидравлическим торможением рабочего колеса, отличающаяся от механических.

На расчетном режиме потери гидравлического торможения, как правило, является отсутствующими и полный коэффициент полезного действия (КПД) насоса можно определить из соотношения

,   де  – напір (дійсний) насоса;  – об’ємна подача насоса;  – потужність (споживана) насоса;  – теоретичний напір насоса;  – подача рідини через колесо;  – гідравлічний ККД насоса;  – об’ємний ККД насоса;                 – механічний ККД насоса.

На рис. 1 изображен баланс энергии в лопастном насосе. К насосу подводится мощность . Часть этой мощности теряется (превращается в теплоту). Потери мощности в насосе разделяют на механические, объемные и гидравлические.

Рис. 1. Баланс энергии в лопастном колесе

Механические потери. Механические потери обусловлены трением в подшипниках и уплотнениях на валах и трением внешней поверхности лопастных колес о жидкость (дисковое трение). Потери на дисковое трение относят к внутренним механическим потерям. К внешним - потери на трение в уплотнениях и подшипниках насоса

Через лопастное колесо насоса перемещается за секунду жидкость объемом   или весом . Поэтому, гидравлическая мощность насоса, то есть мощность, которая передается жидкости в колесе

.     Величина механических потерь энергии оценивается механическим КПД, который является ровным отношению гидравлической мощности, которая осталась после преодоления механических сопротивлений, к мощности, что потребляемый насосом

.         Внутренние потери являются наибольшими среди механических и составляют 98 - 99%.

Проф. Ломакиним А.А. предложенная формула для определения КПД, который учитывает дисковые потери в насосе:

 ,    Объемные потери оценивают объемным КПД, ровным отношению мощности, которая осталась за вычетом мощности, которая потрачена на объемные потери, к гидравлической мощности (рис. 1):

 ,                                          где  - мощность, которая тратится на объемные потери.

 .                                             (9)

Гидравлические потери. Гидравлическими потерями энергии в насосе являются потери на преодоление гидравлического сопротивления підводу, лопастного рабочего колеса и отвода. Они оцениваются гидравлическим КПД, который является ровным отношению полезной мощности насоса  к мощности  (рис. 1). Полезная мощность  определяется за уравнением

16.Основи теорії подібності гідродинамічних машин і передач

Для дотримання геометричної подібності дуже потрібно, аби при зміні будь-якого характерного лінійного розміру всі інші розміри змінювалися в стільки ж раз. Проте, при зміні розмірів, як правило, не удається дотримуватися пропорційності виступів шорсткостей, зазорів в ущільненнях, і геометрична подібність виконується, отже, лише для макророзмірів.