Bakalářská práce: Vliv konečného počtu lopatek u hydrodynamických čerpadel - Slip factor of the hydrodynamic pumps

1. Úvod
Následující bakalářská práce je věnována prvotnímu návrhu oběžného kola hydrodynamického čerpadla, konkrétně korekcím jeho teoretické měrné energie na skutečnou měrnou energii. Teoretické vztahy, jako například Eulerova čerpadlová rovnice, používané při výpočtu a návrhu oběžných kol a zjišťování jejich měrné energie nezohledňují zpravidla konečný počet lopatek, jejich nenulovou šířku a existenci fyzikálních jevů, které vznikají při proudění kapaliny v lopatkovém kanále, popřípadě na výstupu z něj.

Nejpodstatnějším z jevů ovlivňujícím měrnou energii je takzvaný lokální vír, nejvíce se projevuje u pomaloběžných hydrodynamických čerpadel, která mají radiální oběžné kolo. Hlediskem rychloběžnosti jsou v tomto případě Eulerovo a Strouhalovo kriterium, podle nichž je možné posoudit, které čerpadlo je rychloběžné a které pomaloběžné. Právě o pomaloběžných hydrodynamických čerpadlech (čerpadla s radiálními oběžnými koly) zde bude pojednáváno především. Dalšími jevy ovlivňujícími skutečnou energii čerpadla je vznik úplavů na výstupu z oběžného kola. Tomuto a dalším jevům se bude práce podrobněji věnovat, primárně však výše zmíněnému sekundárnímu proudění.

V dřívějších dobách se v České republice často používalo termínu „korekce teoretické výtlačné výšky“ jako obdoby teoretické měrné energie, v zahraničí se tohoto označení používá dodnes, ale v této práci bude z hlediska unifikace výstupu jednotlivých metod použito pouze veličiny „korekce teoretické měrné energie“. Metody zahrnující korekci výtlačné výšky budou převedeny na výše zmíněnou korekci měrné energie.
S rozšířením osobních počítačů a s jejich zvyšujícím se výpočetním výkonem se použití těchto korekčních metod zredukovalo pouze na prvotní návrhy oběžných kol, další výpočty, návrhy a simulace jsou potom realizovány pomocí speciálních numerických programů CFD, jakými jsou například na VUT FSI používaný Fluent. Nicméně pro správné pochopení problematiky týkající se návrhu radiálních oběžných kol hydrodynamických čerpadel jsou znalosti prezentované v této práci zcela klíčové a mají nezastupitelnou roli.