Ориентировочный расчет основных параметров центробежного насоса

Основные параметры (расход, напор, мощность, коэффициент быстроходности) центробежного насоса могут быть определены по известным геометрическим размерам рабочего колеса и заданному числу оборотов.

Для этого необходимы следующие данные:

n– скорость вращения рабочего колеса, об/с;

D₁– диаметр лопаток на входе в колесо (рис.1);

D₂– диаметр лопаток на выходе из колеса;

b₁– ширина канала на входе;

b₂– ширина канала на выходе;

z – число лопаток колеса;

δ₂ – толщина лопатки на выходе (по срезу);

β_1к – конструктивный угол лопатки на входе;

β_2к– конструктивный угол лопатки на выходе;

Рисунок 1

Геометрические размеры рабочего колеса могут быть определены посредством замера или заданы преподавателем. Для расчета принимаем:

α₁ – угол выхода жидкости в колесо, α₁ = 90⁰;

η₀– объемный к.п.д., η₀= 0,97;

η_Г– гидравлический к.п.д.,η_Г = 0,90;

η_А – дисковый к.п.д. насоса,η_А = 0,93;

η_М– механический к.п.д., η_М= 0,97.

Ход расчета

Будем предполагать, что насос работает в оптимальном режиме. В этом случае гидравлические углы потока совпадают с конструктивными углами рабочего колеса, т.е. β_1Г= β_1К.

Рисунок 2

1. Строим план скоростей на входе жесткости в рабочее колесо (рис.2) по углам β_1Г=β_1К,α₁ и окружной скоростиu₁,

u₁= πD₁n.

2. Определяем теоретический расход жидкости внутри колеса Q_Т,

Q_Т =C_1mF₁,

ГдеC_1m – меридиальная скорость на входе, определяемая по плану скоростей (рис.2);

F₁– площадь сечения проточной части рабочего колеса на входе,

F₁ = π D₁ b₁.

3. Вычисляем производительность насоса Q_o при оптимальном режиме

Q_o=Q_Т η₀.

Рисунок 3

4. Строим план скоростей на выходе жидкости из рабочего колеса (рис.3) по скорости u₂, C_2m , ΔW₂ и углуβ₂=β_2К..

Причем окружная скорость u₂=πD₂n, а меридиональная скорость на выходе из колеса

ГдеF₂– площадь межлопаточных каналов на выходе.

F₂=(πD₂-δ₂Z)b₂.

Окружная составляющая скорости W₂относительного межлопаточного вихря определяется по формуле А. Стодола:

Δ W₂=u₂.

5. Вычисляем полезный напор насоса

η_Г

6. Мощность на валу насоса

7. Коэффициент быстроходности насоса для оптимального режима его работы вычисляем по формуле:

,

где n- в об/мин.

По полученному коэффициенту быстроходности необходимо определить тип насоса, согласно действующей классификации.

Литература

1. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. М., «Машиностроение», 1970.

2. Богданов А.А. Погружные электроцентробежные насосы. М., «Недра», 1969.

3. Дурнов П.И. Насосы и компрессорные машины. М., Машгиз, 1960.

4. Есьман И.Г. Насосы. М., Гостоптехиздат, 1954.

5. Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1970.

6. Плевако Н.А. Основы гидравлики и гидравлические машины. Ростехиздат, 1960.

7. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины. Изд-во Харьковского гос. университета, 1966.

8. Мищенко И.Т., Муравьев И.М. Эксплуатация электроцентробежных насосов на вязких жидкостях и газожидкостных смесях. М., «Недра», 1969.

9. Черкасский В.М. и др. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., «Энергия», 1968.