Конструктивні особливості і принцип дії відцентрового насосу. Внутрішні та зовнішні параметри гідродинамічних передач. Баланс енергії гідродинамічної передачі, страница 3

Гидравлические потери энергии являются только частью потерь энергии в ГДП, которые,  в свою очередь, составляют часть механической энергии входного звена, которое тратится на преодоление сопротивления в ГДП и переходит в тепловую энергию.

К гидравлическим потерям относятся профильные, кромкові, конечные, трение и потери  от удара.

Профильные потери предопределены обтеканием профилей лопастей.

Кромкови потери - часть профильных потерь энергии, предопределенных толщиной исходных кромок лопастей.

Конечные потери являются гидравлическими потерями энергии, что ïîâ¢ÿçàí³ с конечной величиной ширины проходного перерезу венца лопастей и предопределенные потерями трения о поверхности внешнего и внутреннего торов.

Потери трения - гидравлические потери от трения частиц жидкости между собой и о поверхности каналов венцов лопастей и другие поверхности рабочей полости ГДП.

Потери от удара - это гидравлические потери энергии на вихроутворення во время отрывания потока жидкости от лопастей при отклонениях направления потока от направления его в режиме безударного входа в венец лопастей. Режим безударного входа в венец лопастей ГДП является режимом работы ГДП при условиях входа потока жидкости в венец лопастей с углом атаки, ровным нулю. Под углом атаки понимается угол между направлением скорости потока жидкости и касательной к скелетной линии профиля на входной кромке лопасти.

3. Баланс енергії гідродинамічної передачі.

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

.                                                        (3)

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

.                                                        (4)

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:

 ,                                                  (5)

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

 ,                                              (7)

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

 .                                     (12)