Профилирование меридионального сечения рабочего колеса

Предварительный расчет центробежного насоса

Определяем коэффициент быстроходности рабочего колеса

Определим гидравлический КПД на расчетном режиме

Определяем объемный КПД (КПД подачи)

Механический КПД предварительно примем равным 0,96

Определяем полный КПД

Определяем мощность потребляемую насосом

Определяем максимальную мощность насоса при 10%-ной перегрузке (мощность электродвигателя с учетом 10%-го запаса)

Определяем угловую скорость рабочего колеса

Крутящий момент на валу насоса

Диаметр вала насоса

где τ_доп – допускаемое напряжение на кручении стальных валов

Определяем момент сопротивления при кручении с учетом шпоночного паза

где: b – ширина шпоночного паза

t – глубина шпоночного паза

Определяем касательное напряжение при кручении

τ<τ_доп – условие прочности выполняется

Концевой диаметр втулки рабочего колеса

Диаметр втулки (ступицы) рабочего колеса

Расчетная производительность колеса насоса

Определение элементов входного и выходного треугольников скоростей

2.1

Скорость входа потока в колесо

где: α₀ – коэффициент, обычно находящийся в пределах 0,06…0,08

Диаметр входа потока в колесо

Полученное значение D₀округляем до ближайшего значения, кратного 5;

D₀= 0,10 м.

Уточненная скорость входа

Радиус средней точки входной кромки лопатки

Расчетную величину R₁приводим к ближайшему большему значению R₁ стандартных нормальных линейных размеров; R₁= 0,040 м.

Меридиональную составляющую абсолютной скорости потока С`_m1 до стеснения сечения лопатками принимаем равной скорости входа С₀;

Ширина входного канала в меридиональном сечении

Коэффициент стеснения сечения лопатками на входе в колесо принимаем в первом приближении равным К₁ = 1,15

Меридиональная составляющая абсолютной скорости при поступлении на лопатку с учетом стеснения сечения

Окружная (переносная) скорость при входе в колесо

Угол безударного входа потока на лопасти при С_1r= C_m1

Принимая β₁ = 25° , имеем

Теоретический напор колеса

Окружная скорость при выходе из колеса в первом приближении

где: К_u2=0,5

Наружный радиус колеса

Меридиональная составляющая скорости потока при выходе из колеса без учета стеснения сечения (принимая К₀ = 0,8)

Коэффициент стеснения сечения лопатками на выходе из колеса (в первом приближении) К₂ = 1,1

Угол выхода лопатки

Оптимальное число лопаток

Поправочный коэффициент на влияние конечного числа лопаток на напор

где: γ

Расчетный напор, создаваемый при бесконечно большом числе лопаток колеса

Меридиональная составляющая скорости потока с учетом стеснения сечения телом лопаток при выходе

Второе приближение

Окружная скорость на выходе из колеса

Наружные радиус и диаметр колеса

Соотношение размеров колес

Шаг лопаток на входе t₁и на выходе t₂межлопаточного канала

Толщина лопатки, измеренная по окружности диаметра D₁

Нормальная толщина лопатки на входе жидкости в колесо

на выходе жидкости из колеса

Проверяем коэффициенты стеснения телом лопаток на входе и выходе из рабочего колеса

Так как U₂, K₁, K₂вычисленные во втором приближении, совпадают с их значениями в первом приближении с погрешностью менее 5%, то эти величины принимаем за окончательные и рассчитываем относительные скорости на входе и выходе из колеса

Рис.1 Треугольники скоростей

Профилирование меридионального сечения рабочего колеса

Зададимся линейным законом меридиональной С^`_mi и относительной W₁ скоростей по длине межлопаточного канала

Рис.2 Графики характера изменения С^`_m1, W₁, δ₁ между радиусами R₁, R₂

Радиус канала

где ;

i = 1….n;

n – число разбиений, не менее 8…10

Профилирование проведем в табличной форме

Расчет ширины канала по радиусу колеса

Ri, м	, м/с	bi, м	W, м/с	, м
0,0400	3,3800	0,0303	9,79	0,0019
0,0466	3,3214	0,0265	9,69	0,0022
0,0531	3,2629	0,0236	9,59	0,0023
0,0597	3,2043	0,0214	9,49	0,0025
0,0663	3,1457	0,0196	9,40	0,0025
0,0729	3,0871	0,0182	9,30	0,0026
0,0794	3,0286	0,0170	9,20	0,0026
0,0860	2,9700	0,0160	9,10	0,0025

Значения , , , , Z являющиеся исходными данными, берем из предыдущих расчетов размеров рабочего колеса и профилирования его меридионального сечения.

Шаг лопатки

Промежуточные значения угла наклона лопатки

Приращение центрального угла

где - приращение радиуса;

- значение подынтегральной функции в начале и в конце рассматриваемого участка;

Суммарное значение центрального угла обхвата φ_к

Профилирование проведем в табличной форме

Расчет координат профиля лопатки

Расчетная величина	R, м	ti , м	δi/ti, м	/Wi, м	βi, град	tg βi	Bi	, рад	, град
	0,0400	0,036	0,054	0,345	23,512	0,435	57,495	0,000	0,000
	0,0466	0,042	0,051	0,343	23,226	0,429	50,064	0,353	20,259
	0,0531	0,048	0,049	0,340	22,917	0,423	44,534	0,311	38,077
	0,0597	0,054	0,046	0,337	22,580	0,416	40,293	0,147	46,510
	0,0663	0,059	0,043	0,335	22,191	0,408	37,005	0,145	54,798
	0,0729	0,065	0,039	0,332	21,811	0,400	34,316	0,142	62,940
	0,0794	0,071	0,036	0,329	21,420	0,392	32,110	0,139	70,934
	0,0860	0,077	0,032	0,326	21,020	0,384	30,277	0,205	82,685

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: