Расчет основных размеров входа рабочего колеса.
Определение параметров рабочего колеса.
Подача колеса: Q =Q, где Q=0.035м /сек
Напор колеса: H i =H , где H =700 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 =1 100000 Па- давление на входе.
Р =2060 Па-давление парообразования при данной температуре.
р=998.4 кг/м -плотность воды.
А=1.1..1.3-коэффициент запаса.
h =5 Дж/кг- гидравлические потери в приемном водопроводе.
Подставим значения в уравнение для :
=1/1.3 ((100000-2060/998.4-9.81 (-4)-4)= 117.62 Дж/кг
Принимая величину кавитационного коэффициента быстроходности С=800, находим максимальную частоту вращения:
=800 (117.62) /31.15 0.035 =4902.9 об/мин.
Принимаем n=3000 об/мин
Чтобы найти воспользуемся формулой:
, где
- коэффициент быстроходности для насоса системы охлаждения (50….100)
= =3000 0.035 20.25/700 = 81.5
Расчетная подача колеса определяется по уравнению:
= = 0.035/0.915 =0.0382 м /сек
Значение объемного к.п.д. ,учитывающего протечку жидкости через переднее уплотнение колеса:
=0.965
Тогда объемный к.п.д.:
= -(0.03…0.05) =0.915.
Теоретический напор колеса определяется по уравнению:
= 700/0.867 = 807.014 Дж/кг
Величину гидравлического к.п.д. можно оценить по формуле А.А.Ломакина:
=0.867
Приведенный диаметр входа в колесо определяется уравнением подобия:
=89.473 мм
=3.6…6.5-выюбирается в зависимости от кавитационных качеств колеса;
=3.8
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/ )=0.8903;
-К.П.Д., коэффициент, учитывающий потери энергии на трении в подшипниках и сальниках насоса, лежит в пределах =0.95…..0.98.
=0.98
=0.96 0.8903=0.8547;
К.П.Д. насоса определяется через его составляющие:
Мощность потребляемая насосом:
Вт
Вт
Электромотор: 40 кВт n=2940 модель:81-2М ,что
= =2940 0.035 =81.56
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:
2.7657 м/с
=0.03..0.09-принимается в зависимости от требуемых кавитационных качеств колеса и лежит в пределах
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:
;
=(16 ) =0,0255 м;
=9.57 N/n=97.65 Нм;
Величина крутящего момента определяется по формуле:
-крутящий момент, приложенный к валу;
=(300-500) 100000 Нм;
-допускаемое напряжение
=0,0255+0,013=0.03617 м;
Диаметр втулки колеса определяется конструктивно по диаметру вала в зависимости от способа крепления колеса на валу:
0.05063 м;
Диаметр Do входа на колесо находится из уравнения неразрывности:
;
0.1420 м;
Ширина b1 выходной кромки лопасти рабочего колеса и ее положение зависят от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности ; b1 находятся из уравнения неразрывности:
0.0326 м, где
Меридианная составляющая абсолютной скорости принимает для колес со средними кавитационными качествами:
=(1.05..1.15)=1.1 =3.042 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) = 1.0 0.1420 = 0.1349 м;
/2 = 0.0675 м;
Выходная 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:
1.1 3.042 = 3.347 м/с;
=1.05-1.015-коэффициент стеснения на входе;
=1.1
Окружная скорость на входе в межлопастной канал определяется по уравнению:
=0.068 307.72=20.759 м/с;
=3.14 2940/30=307.72 рад/с- угловая скорость ;
Угол безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения:
=0.1466;
;
Угол установки лопасти на входе определяется из формулы:
= =9.158+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:
=10.197 м/с;
По скоростям строят треугольники скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса и определяют скорости .
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|