При расчете потерь на трение принимаются следующие допущения: вращение колеса не влияет на величину потерь; распределение скорости поперек каналов равномерное; канал рассчитывается как участки трубы бесконечной длины, т. е. потери на трение определяются, как для труб и каналов с различными геометрическими формами.
Увеличение коэффициента потерь Я в 3 раза по сравнению с объясняется спецификой течения жидкости в гидротрансформаторах. Указывая на сложность учета явлений, связанных с ударным обтеканием лопасти, Г.М. Хуршудян подчеркивает, что рекомендации А.П. Кудрявцева и К. Пфлейдерера не всегда подтверждаются испытаниями гидротрансформаторов.
Все изложенные методики можно, таким образом, разделить на две группы: методики, в которых потери вычисляются при помощи объединенного коэффициента потерь канала, и методики, где потери вычисляются, как сумма потерь от местных сопротивлений. В первом случае оказывается затрудненным использование опыта, поскольку общий коэффициент потерь канала может быть перенесен только на близкий по параметрам объект.
В случае же раздельного определения коэффициентов потерь для каждого вида сопротивлений в канале не учитывается их взаимное влияние, что также должно ограничивать область использования этих значений близкими конструкциями. Обобщая вышесказанное, можно утверждать, что известные методы расчета потерь в проточной части гидротрансформаторов основаны на использовании коэффициентов потерь, полученных при экспериментальном исследовании каналов различной конфигурации.
Специфику течения жидкости в гидротрансформаторе авторы учитывают введением соответствующих поправок к этим коэффициентам. Поправки определяются на основании опыта исследования определенных (но различных) проточных частей, поэтому величины коэффициентов потерь получаются различными, хотя во всех случаях наблюдается удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных кривых.
В.И. Лапидус считает, что изложенный А.П. Кудрявцевым метод расчета можно использовать в случаях, когда имеется готовый трансформатор, близкий по своим свойствам к проектируемому. При различном расчете потерь, вызванных на одном и том же участке различными причинами, не может быть учтено взаимное влияние различных видов потерь, проявляющееся в соответствующем перераспределении скоростей в потоке.
Подбирая различные коэффициенты сопротивления и удара, можно получить желаемую точность совпадения напорного баланса с данными испытаний. Однако такое совпадение не является подтверждением справедливости метода расчета, поскольку может оказаться, что для гидротрансформатора другой конструкции напорный баланс сходится лишь при других значениях поправочных коэффициентов.
Описанные методы расчета, учитывающие специфику различных проточных частей гидротрансформатора, имеют определенные достоинства, связанные с относительной простотой и надежностью результатов расчета для данного гидротрансформатора, и применяются при их совершенствовании и доводке.
К числу недостатков, общих для всех методов расчета потерь в гидротрансформаторе, следует отнести отсутствие общепринятой методики выбора на основании опыта коэффициентов потерь и как следствие этого - невозможность использования опытных данных при расчете новой проточной части, не имеющей близкого прототипа. Одним из методов расчета, широко применяемых в практике турбостроения, является метод теории решеток, основанный на использовании результатов продувки плоских пакетов профилей.
Процесс преобразования гидравлической энергии в механическую на лопатках рабочих колес сопровождается потерями: профильными, связанными с явлениями на поверхности профиля; концевыми, возникающими на поверхностях, ограничивающих лопатки по концам (по размаху); объемными; это утечки жидкости через зазоры между лопаточными венцами и корпусными деталями; потерями, связанными с нерациональной организацией потока в ступени.
Профильные потери. При обтекании профиля плоским потоком вязкой жидкости возникают потери энергии, обусловленные вязкостью. У поверхности профиля образуется пограничный слой, где скорость потока изменяется от некоторого значения величины скорости w до 0. В этой области потока есть скольжение слоев жидкости относительно друг друга и возникают потери трения, которые составляют большую часть профильных потерь. Пограничный слой может быть ламинарным и турбулентным.