 |
Расчет основных размеров входа рабочего колеса.
|
|
|
|
Определение параметров рабочего колеса.
Подача колеса: Q 
=Q, где Q=0.02м 
/сек
Напор колеса: H 
i 
=H, где H =350 Дж/кг, i =1
Максимальная величина частоты вращения ограничивается возможностью появления в насосе кавитации. Величина максимальной частоты вращения определяется следующим образом:
H 
)
g=9.81м/с 
- ускорение силы тяжести.
P 
=0,1 100000 Па- давление на входе.
Р =2482 Па-давление парообразования при данной температуре.
998.4 кг/м -плотность воды.
А=1.1..1.3-коэффициент запаса.
=2 Дж/кг- гидравлические потери в приемном водопроводе.
Подставим значения в уравнение для 
:
102,56 Дж/кг
Принимая величину кавитационного коэффициента быстроходности С=800, находим максимальную частоту вращения:
3701.62 об/мин.
Принимаем n=3000 об/мин.
Чтобы найти 
воспользуемся формулой:
, где
- коэффициент быстроходности для насоса системы охлаждения (50….100)
Расчетная подача 
колеса определяется по уравнению:
= 
= 0.05/0.92 =0.0543 м /сек
Значение объемного к.п.д. 
,учитывающего протечку жидкости через переднее уплотнение колеса:
Тогда объемный к.п.д.:
= 
-(0.03…0.05) =0,92.
Теоретический напор колеса определяется по уравнению:
= 650/0.871 = 746,269 Дж/кг
Величину гидравлического к.п.д. можно оценить по формуле А.А.Ломакина:
=0.871
Приведенный диаметр входа в колесо определяется уравнением подобия:
мм
=3.6…6.5-выюбирается в зависимости от кавитационных качеств колеса;
=3.6
Механический к.п.д. определяется по уравнению:
, где
-К.П.Д., учитывающий потери энергии на трение наружной поверхности колеса о жидкость(дисковое трение), определяется по уравнению:
=1/(1+820/ 
)=0.9313;
-К.П.Д., коэффициент, учитывающий потери энергии на трении в подшипниках и сальниках насоса, лежит в пределах =0.95…..0.98.
|
|
|
=0.96
=0.96 0.9313=0.894;
К.П.Д. насоса определяется через его составляющие:
Мощность потребляемая насосом:
Вт
Вт
Электромотор: 
55 кВт n=2940 модель:82-2М 
,что
= 
=2940 0.05 
=103,41
Расчет основных размеров входа рабочего колеса.
Размеры входа рабочего колеса рассчитываются из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидравлических потерь.
Значение скорости Со входа потока в колесо оценивается по формуле С.С.Руднева:
м/с
=0.03..0.09-принимается в зависимости от требуемых кавитационных качеств колеса и лежит в пределах; для малошумных насосов 
Вал рассчитывается на прочность от кручения и изгиба и проверяется жесткость и критическую частоту вращения. В первом приближении диаметр вала рабочего колеса находится из расчета на кручение по формуле:
Где Мкр – крутящий момент, приложенный к валу, 
;
- допускаемое напряжение на кручение, 
.
Для придания жесткости dв увеличивают на 10-15 мм.*
Величина крутящего момента, определяется по форумуле
=9.57 N/n=147,43 ,
Где N – мощность, Вт; n – частота вращения, об/мин.
Для валов из углеродистой стали допускаемое напряжение на кручение принимается (300-500) 
.
м (увеличиваем dв для придания жесткости)
=0,0266+0,013=0.0396 м.
Диаметр втулки 
колеса определяется конструктивно по диаметру вала 
в зависимости от способа крепления колеса на валу:
0.05063 м;
Диаметр Do входа в колесо находится из уравнения неразрывности:
или
м;
Положение входной кромки лопасти рабочего колеса и ширина b1 выходной кромки лопасти рабочего колеса и ее положение зависят от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности ; b1 находятся из уравнения неразрывности:
м, где
Меридианная составляющая 
абсолютной скорости принимает для колес со средними кавитационными качествами:
=(0,8..1,0) 
=1,0 
=2,7199 м/с;
Колеса имеющие средние кавитационные качества (С=800) и низкую быстроходность ( =40-100), выполняются с цилиндрическими лопастями. Диаметр 
окружности, проходящей через средние точки выходных кромок лопастей, применяются равным:
|
|
|
= (0.9..1.0) 
= 0,9 0,1594 = 0,1435 м;
/2 = 0,0718 м;
Входная кромка лопасти располагается параллельно оси колеса или под углом 15-30 градусов к оси.
Меридианная составляющая абсолютная скорости после поступления потока в межлопастной канал(т.е с учетом стеснения) определяется по уравнению:
м/с
=1.05-1.015-коэффициент стеснения на входе;
=1.1
Окружная скорость на входе в межлопастной канал определяется по уравнению:
=0,0718 307,72=22,0942 м/с;
рад/с - угловая скорость;
Угол 
безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения:
;
;
Угол установки лопасти на входе 
определяется из формулы:
= 
=8,05+10= 
;
Для колес со средними кавитационными качествами принимается:
-1 
- угол атаки;
Обычно =18..2 
;
При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к поверхности лопасти. Относительная скорость 
потока после поступления на лопасть направлена по касательной к средней линии профиля лопасти при входе. Величина относительной скорости определяется по уравнению:
м/с;
По скоростям 
строят треугольники скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса и определяют скорости 
.
|
|
|
