ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая схема движения жидкости в насосе из "Лабиринтно-винтовые насосы и уплотнения для агрессивных сред" Рассматривая пространство между втулкой 1 и винтом 2 лабиринтно-винтового насоса или уплотнения (см. рис. 2), видим, что жидкость располагается в ячейках, ограниченных с одной стороны двумя нарезками винта и с другой — двумя нарезками втулки (рис. 4). Движение жидкости идентично во всех ячейках, достаточно удаленных от концов винта. [c.7] При вращении винта в гладкой втулке течение жидкости в ламинарном режиме относительно винта является установившимся (макро), если не принимать во внимание случайные небольшие отклонения формы зазора и биение винта. [c.8] В произвольном торцовом сечении лабиринтно-винтового устройства относительное положение выступов нарезок втулки и винта непрерывно и периодически изменяется. Частота изменения положения выступов и, можно предполагать, основная частота пульсаций скорости в данной неподвижной точке пространства равны частоте вращения винта, умноженной на число заходов его нарезки. Это положение было подтверждено экспериментами, при которых в рабочее пространство прозрачной втулки из оргстекла помещали ворсинки, закрепленные на иглах. Колебания ворсинок исследовали с помощью стробоскопа и фотографированием. Было установлено, что частота колебаний ворсинок соответствует указанной выше. [c.8] Силы трения, возникающие в жидкости, создают на выступах винта и втулки силы давления и трения. При турбулентном режиме обтекания выступов, когда жидкость имеет сравнительно малую вязкость, основную роль играют силы давления, перпендикулярные к поверхностям выступов нарезок. Составляющие этих сил в осевом направлении определяют напор лабиринтного насоса. [c.8] Для определения рабочей характеристики насоса примем ряд дополнительных допущений, упрощающих рассмотрение. [c.8] Пренебрегаем влиянием центробежных сил на движение жидкости в рабочем пространстве лабиринтного насоса. Очевидно, влияние этих сил тем меньше, чем меньше отношение высоты проходного сечения насоса к его среднему радиусу, т. е. 2 2к+б12)/й (см. рис. 5). Весьма существенным для вихреобразования в рабочем пространстве между винтом и втулкой являются также направление и частота вращения. За редким исключением, винт лабиринтного устройства вращается, а втулка неподвижна. Влияние этого фактора на характер движения жидкости косвенно подтверждается опытами Тейлора и других авторов, исследовавших устойчивость и режимы течения в зазорах между вращающимися цилиндрами. [c.8] Из-за неустановившегося характера самой турбулентности течение жидкости можно считать установившимся лишь относительно осредненных во времени скоростей и давлений. Б сог ответствии с рис. 4 принимаем, что на нарезках винта и втулки, образующих ячейку, имеются присоединенные вихри, которые воздействуют на жидкость, заключенную в ячейке, в направлении от входа к выходу насоса. Картину течения в ячейке можно считать неизменной на достаточно большом среднем участке. Вблизи входа происходит формирование течения. Вблизи выхода картина течения также изменяется ячейка раскрывается . Это определяет амплитуду и частоту пульсаций скоростей и давлений жидкости на входе и выходе. Пренебрегая сравнительно небольшой пульсацией, что подтверждается экспериментами, рассматриваем основную (среднюю) часть течения. Кроме того, пренебрегаем влиянием кривизны рабочего пространства и считаем, что течение жидкости происходит между развертками поверхностей винта и втулки, движущихся в противоположные стороны со скоростями у/2. [c.9] Число заходов и шаг нарезок на втулке и винте принимаем одинаковыми для упрощения схемы работы насоса. [c.9] Др1 — перепад давления жидкости на выступе нарезки винта или втулки. [c.10] Кинематику и динамику движения жидкости в лабиринтном насосе исследуем, последовательно рассматривая факторы, влияющие на рабочий процесс. Излагаемая модернизированная теория рабочего процесса лабиринтного насоса разработана автором совместно с И. И. Зозулей [6]. [c.10] Вернуться к основной статье