【Путешествие в тысячу миль начинается с первого шага – Центробежные насосы】1.1 Понимание концепции: теория сходства и её применение

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 3983596_FPPZ 21.11.2018 в 09:13. 1.1.8 Теория сходства и её применение. Теория сходства находит широкое применение при проектировании насосов и их тестировании. Теория сходства делится на геометрическое сходство, сходство в движении и динамическое сходство. Основой теории сходства насосов является геометрическое сходство. Проще говоря, геометрическое сходство означает наличие определенной пропорциональности между гидравлическими размерами настоящего насоса и его модели ； Симиларность движения означает, что направление скорости движения жидкости в настоящем насосе и в его модели совпадает, а величина скоростей находится в определенной пропорции ； Под схожестью в динамике понимается то, что направление силы, действующей на жидкость в настоящем насосе и в его модели, совпадает, а величина этих сил находится в определенной пропорции. Таким образом, при геометрической схожести и одинаковых условиях работы можно вывести законы сходства. Применение теории сходства: Исходя из принципов теории сходства, мы можем выполнять следующие действия: 1. Разработка гидравлических компонентов с использованием метода замены моделей. Многие проекты в области гидравлики не являются полностью новыми, разрабатываемыми с нуля; в противном случае результаты проектирования будут иметь большие отклонения, а риски — высокими. Вместо этого сначала определяются гидравлические размеры модельного насоса (модельные насосы — это насосы, разработка которых уже завершена, они прошли множество проверок на рынке и пользуются высокой оценкой), а затем с помощью принципов теории сходства рассчитываются гидравлические размеры настоящего насоса с последующей корректировкой. 2. Изменение параметров характеристик насоса при изменении скорости вращения. Например, при изменении скорости вращения насоса с помощью двигателя с переменной частотой мы можем с использованием аналогичных теорий рассчитать параметры его работы при различных скоростях вращения. 3. Получение кривой характеристик при новой скорости вращения (изменение эффективности). От точки к линии: кривая характеристик при новой скорости вращения может быть рассчитана на основе соответствующих данных. 4. Закон резки рабочего колеса. Мы можем использовать теорию сходства для выведения закона резки и таким образом определить параметры производительности ротора после его резки, чтобы вычислить необходимый объем резки. Согласно теории сходства, отношение квадратов внешних диаметров схожих роторов насосов до и после резки равно отношению их напоров до и после резки. 5. Корректировка формы лопастей на входе и выходе из ротора для минимизации изменений показателей эффективности. Здесь есть множество примеров практического применения, но все они основаны на схожих теориях. 6. Формирование спектра. Благодаря резке лопастей и изменению частоты вращения насос может обладать широким диапазоном характеристик, что позволяет создавать диаграммы характеристик (краткие представления о диапазонах эффективной работы для нескольких моделей насосов с разными кривыми характеристик). Показатель ниспряжения можно определить на основе принципа геометрического сходства; на основе этого принципа можно вывести некоторые суммарные показатели характеристик. Если эти суммарные показатели совпадают, то можно считать, что насосы имеют геометрическое и движущееся сходство, и тогда можно использовать законы сходства для перевода одних характеристик в другие. Этот суммарный показатель и называется показателем ниспряжения; он обозначается символом ns. ns = 3,65 * n * Q1/2 / (H)3/4
n — скорость вращения, об/мин;
Q — расход, м³/с;
H — высота подъема, м.
У насосов с низким коэффициентом вращения эффективность обычно невысока. Они характеризуются небольшим расходом, относительно высокой высотой подъема и узкими каналами в лопастях. Насосы с высоким коэффициентом оборотов обладают более высокой эффективностью; их особенности — большой расход жидкости, низкое давление и широкие каналы в лопастях. Удельное число оборотов редко используется на практике при эксплуатации продукта, но является основой для проектирования гидравлических систем и важным критерием для их разработки. Многие характеристики насосов, такие как гидравлическая форма, параметры производительности и т. д., определяются на основе удельного числа оборотов. Часть, посвященная теории сходства, слишком теоретична; я лишь дал введение в эту тему. Те, кто заинтересован, могут ознакомиться с соответствующей литературой и подробно изучить её — это наверняка принесет пользу. Я действительно смог кратко обобщить столько информации, без картинок, таблиц и формул — сам удивился. Задание после урока (выбор правильного варианта): У нас есть насос модели ZA. Скорость вращения насоса составляет 2950 об/мин. На испытательном стенде была получена высота подъема жидкости в размере 82 м, тогда как на практике требуется высота подъема 75 м. Диаметр ротора насоса составляет 259 мм. Согласно принципам теории сходства, до какого размера следует уменьшить внешний диаметр ротора? А. 250,5 мм Б. 259 мм В. 247,7 мм Г. 248,8 мм Г