Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Гидравлический расчет рабочего колеса……………………………………………….

2. Расчет на кавитацию колеса …………………………………………………………….

3. Расчет спирального отвода……………………………………………………………...

4. Расчет утечек……………………………………………………….….………………….

5. Расчет осевого усилия……………………………………………….…………………...

6. Расчет и построение характеристик ступени, насоса и сети……….……………….....

Исходные данные:

1. Подача…………………………………………………………..Q = 0,02 м/сек

2. Напор…………………………………………………………....H = 350Дж/кг

3. Давление в воздухоудалителе………………………………....Р=0,1*10Па

4. Высота всасывания………………………..……………………h = -5 м

5. Температура жидкости…………………………………………Т= 18 C=291 К

6. Сопротивление приёмного трубопровода…………………….= 2 Дж/кг

1. Определение параметров рабочего колеса.

Подача колеса: Q=Q, где Q=0.02м/сек

Напор колеса: Hi=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=0,1100000 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

=0.960.9313=0.894;

К.П.Д. насоса определяется через его составляющие:

Мощность потребляемая насосом:

Вт

Вт

Электромотор:55 кВт n=2940 модель:82-2М,что

==29400.05=103,41

1.1 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 М_кр – крутящий момент, приложенный к валу, ;

-допускаемое напряжение на кручение, .

Для придания жесткости d_в увеличивают на 10-15 мм.*

Величина крутящего момента, определяется по форумуле

=9.57N/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 d_в для придания жесткости)

=0,0266+0,013=0.0396 м.

Диаметр втулки колеса определяется конструктивно по диаметру валав 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. Диаметрокружности, проходящей через средние точки выходных кромок лопастей, применяются равным:

= (0.9..1.0)= 0,90,1594 = 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:

=0,0718307,72=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.