Расчет конструкции и основных параметров работы насоса

Расчет параметров насоса следует начать с определения коэффициента быстроходности [7, 8]

. (3.17)

Затем рассчитываются коэффициенты полезного действии:

- объемный КПД

; (3.18)

- гидравлический КПД

, (3.19)

где D _пp— приведенный диаметр, мм, который рассчитывается как

; (3.20)

- механический КПД η_м = 0,93;

 

- полный КПД

. (3.21)

Далее вычисляется мощность на валу насоса, кВт:

. (3.22)

Крутящий момент на валу, кгс×см:

. (3.23)

Приняв допускаемое напряжение кручения τ_доп равным 150кгс/см², рассчитываем:

- диаметр вала, мм:

, (3.24)

- диаметр ступицы, мм:

, (3.25)

- длину ступицы, мм:

, (3.26)

- диаметр рабочего колеса на входе, мм:

. (3.27)

Затем вычисляются скоростные характеристики на входе в колесо:

- окружная скорость, м/с:

, (3.28)

- меридиональная составляющая абсолютной скорости, м/с:

. (3.29)

Многие разновидности подвода не закручивают поток, при этом c_{u 1} = 0, поэтому абсолютная скорость на входе c ₁ = c_{r 1}. Скорость потока перед входом на лопатки (т. е. не возмущенного ло­патками потока) с ₀ примем близкой c ₁: c ₀ » c_{r 1}.

Далее, задавшись углом атаки лопасти i = 4°, определяем угол лопасти на входе в рабочее колесо:

. (3.30)

Задавшись коэффициентом стеснения входного отверстия μ = 0,9, рассчитываем ширину лопасти на входе, мм:

. (3.31)

Угол лопасти на выходе из рабочего колеса принимается равным β₂ = 20°.

Окружная скорость на выходе из рабочего колеса определяется из выражения

. (3.32)

Диаметр рабочего колеса на выходе, мм:

. (3.33)

Ширина лопасти на выходе из рабочего колеса

. (3.34)

Число лопаток рабочего колеса

. (3.35)

Осевая сила

(3.36)

где w — угловая скорость вращения вала, , 1/с.

Затем рассчитываются кавитационные характеристики насоса.

Кавитационный запас, м:

, (3.37)

где p ₀ – давление всасывания, p ₀ = 10⁵ Па; p _нас –давление насыщенного водяного пара при 20°С, p _нас = 2340 Па.

Критическая высота всасывания

, (3.38)

где С _к – коэффициент, определяющий стойкость насоса к кавитационным явлениям, принимается С _к = 1000.

Допустимая высота всасывания

. (3.39)

Схема движения жидкости в рабочем колесе приведена на рис. 3.7.

 

 

Рис 3.7 Схема к определению скоростей при движении жидкости в рабочем колесе

План скоростей потока жидкости в рабочем колесе приведен на рис. 3.8.

 

Рис. 3.8 План скоростей для рабочего колеса центробежного насоса

 

Наконец, определяются действительные характеристики рассчи­танного насоса. Так как стандартный выбранный насос и рассчи­танный насос должны быть подобными, действительные характе­ристики рассчитываются по формулам подобия насосов:

, (3.40)

, (3.41)

, (3.42)

. (3.43)

Пересчет характеристик осуществляется следующим образом. Диапазон по производительности насоса делится на десять интервалов с определенным шагом, и составляется таблица, в которую заносятся значения напора, КПД и мощности, соответствующие данному интервалу по производительности для стандартного насоса. Пример заполнения таблицы приведен в прил. Ж. По формулам (3.40) – (3.43) осуществляется пересчет характеристик для рассчитанного насоса.

На основании полученных результатов cтроятся графическиехарактеристики рассчитанного насоса: H = f(Q), N = f(Q),η= f(Q) – оформляются аналогично графическим характеристикам стандартного насоса. Графикимогут быть выполнены на листе миллиметровки, который вклеивается в пояснительную записку.

 

Выбор электродвигателя

Насосы комплектуют различными по мощности электродвигателями. При выборе электродвигателя следуеториентироваться на рассчитанную в предыдущем разделе мощность на валу насоса N _B. Мощность требуемого электродвигателя N _эд определяют из равенства

, (3.44)

где K – коэффициент запаса, который рекомендуется прини­мать следующим:

K = 1,3 при N _эд до 4 кВт;

K = 1,25 при N _эд от 4 до 20 кВт;

K = 1,2 при N _эд от 20 до 40 кВт;

K = 1,15 при N _эд свыше 40 кВт.

По величине N _эд подбирают ближайший больший по мощности комплектующий электродвигатель. Характеристики некоторых электродвигателей, комплектуемых к насосам, приведены в прил. З.

 

Выводы

В выводах формулируют результаты выполненной работы.

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

После выполнения всех необходимых расчетов в приложении к пояснительной записке следует привести чертеж рассчитанного насоса с простановкой позиций, габаритных и присоединительных размеров. Чертеж выполняется на листе формата A1 в одном из стандартных (согласно ЕСКД) [9] масштабов. На разработанный чертеж составляется спецификация.

ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ

К защите допускается студент, выполнивший задание в установленном объеме и оформивший его в соответствии с требованиями данного пособия, после предварительной проверки руково­дителем расчетов и оформления записки.

Оценка курсовой работы включает в себя оценку качества выполненных расчетов, оформления записки и уровня ответов на поставленные вопросы.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 3262–75. Стальные водогазопроводные трубы.

2. ГОСТ 8734–78. Стальные бесшовные холоднодеформированные трубы.

3. ГОСТ 8732–78. Стальные бесшовные горячекатаные трубы.

4. Ухин, Б.В. Гидравлика / Б.В.Угинчус. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2009.

5. Артемьева, Т.В. Гидравлика­, гидромашины и гидропневмопривод / Т.В.Артемьева, Т.М.Лысенко, А.Н.Румянцева, С.П.Стесин. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.

6. Центробежные консольные насосы общего назначения типов К и КМ для воды: Каталог. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ.

7. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М.Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др. – М.: Машиностроение, 1982.

8. Черкасский, В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры / В.М. Черкасский. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

9. Чекмарев, А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А.Чекмарев, В.К.Осипов. – М.: Высшая школа, 2004.

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: