Влияние угла наклона лопаток на входе колеса на гидравлический момент, и статический КПД колеса центробежных насосов.

Мы уже знаем что насос с наклонными лопатками дает выше КПД и имеет многие преимущества. Поток жидкости, поступающий на лопатки рабочего колеса, носит пространственный характер. Поэтому для целей создать удобный вход в колесе и уменьшения гидравлических потерь мы построим лопатки с углом наклона γ на входе относительно к поверхности основания диска колеса и в цилиндрической форме на выходе. В этом докладе будет исследовано влияние угла наклона лопаток на входе колеса на гидравлический момент и статический КПД колеса. С помощью программы SolidWorks Flow Simulation 2012 мы проведем несколько испытания для разных углах (30;42;55 градусов) наклона лопаток на входе колеса при сохранении средней линии лопаток. Колесо для испытаний имеет коэффициент быстроходности n_s=77, и меридианное сечение как показано на рис.1.

Рис.1. Меридианное сечение рабочего колеса

Модели 3 колеса в виде 3D созданы в среде SolidWorks 2012 и отображены на рис.2., углы наклона лопаток соответственно слева на право 30; 42; 55 градусов.

Рис.2. Модели 3 колеса в виде 3D

Был созданы проекты для каждого случая, проект для исследования рабочего колеса имеет простую конструкцию, только было нужно добавить две поверхности в модели колеса для ввода исходных данных, включающие расход на входе и давление на выходе.

Рис.3. Проект колеса создан программой SolidWorks Flow Simulation 2012

Получены результаты после окончания процесса вычисления программы SolidWorks Flow Simulation 2012.

Рис.4. Зависимость гидравлического момента, статического КПД рабочего колеса от угла наклона лопаток на входе колеса.

Из полученных результатов очевидно что для каждого рабочего колеса существует оптимальный угол наклона лопаток, при таком угле гидравлический момент будет минимальным, из-за колесо имеет удобный вход и уменьшает потери энергии за гидравлический удар и обратный поток на входе. Начальный участок лопатки находится в зоне поворота, где имеются разные окружные скорости в зависимости от расстояния к оси вращения, и использование наклонных лопаток для решения этих проблем. В канале колеса жидкость обтекает по сложной траектории поэтому путем испытания с применением вычислительной программы является лучшим вариантом для определения угла наклона лопаток на входе колеса.

Литература

1. SolidWorks Flow Simulation 2012 Tutorial.

2. COSMOSFlowWorks Tutorial 2005 .