Расчёт проточной части колеса

2.1Определение основных параметров:

1. Подача колеса

Q₁ = Q/k, (2.1.1)

где Q- подача насоса, k- число потоков.

Q₁ =

2. Напор колеса

H₁=H/i, (2.1.2)

где Н- напор насоса, i- число ступеней насоса.

3. Коэффициент быстроходности ступени

, (2.1.3)

где n- частота вращения колеса в об/мин.

4. Гидравлический к.п.д. ступени

(2.1.4)

где D_1пр- приведенный диаметр колеса (мм), определяемый по формуле:

(2.1.5)

5. Объёмный к.п.д. ступени (учитывающий потери только в переднем уплотнении колеса)

(2.1.6)

Внутренний механический к.п.д. ступени (учитывающий только потери дискового трения) в первом приближении может быть определен :

(2.1.7)

Механический к.п.д. насоса с учетом потерь в сальниках и подшипниках можно принять на (1-3)% меньше, чем η_iм, т.е. η_м=0,911.

6. Общий к.п.д. насоса.

(2.1.8)

=0,858*0,972*0,911=0,759

9. Мощность на валу насоса (кВт)

(2.1.9)

10. Максимальная расчетная мощность на валу насоса ,

=1,3*1,25=1,625кВт (2.1.10)

11. Определение диаметра вала и втулки

(2.1.11)

Выбираем из стандартного ряда размеров d0= 16 мм

Принимаем =22мм (2.1.12)

3.2 Определение основных размеров колеса:

12. Определение размеров входа в колесо.

Расчетная подача насоса:

(2.2.1)

Скорость потока во входном отверстии колеса:

(2.2.2)

Диаметр входного отверстия колеса:

(2.2.3)

Радиус средней точки входной кромки лопасти:

; (2.2.4)

Ширина канала в меридианном сечении на входе колеса:

; (2.2.5)

Меридианная составляющая скорости с учетом стеснения:

1; ; (2.2.6)

Переносная скорость средней точки входной кромки лопасти:

; (2.2.7)

Угол, соответствующий безударному поступлению потока на лопасть:

; (2.2.8)

Принимая , имеем угол наклона лопасти на входе:

(2.2.9)

13. Определение размеров выхода из колеса.

Теоретический напор:

(2.2.10)

Полагая имеем в 1-м приближении значение переносной скорости на выходе:

; (2.2.11)

И радиус наружной окружности колеса:

(2.2.12)

Ширина канала на выходе:

(2.2.13)

Меридианная составляющая абсолютной скорости без учета стеснения:

(2.2.14)

Меридианная составляющая с учетом стеснения:

(2.2.15)

Выходной угол лопасти берут в пределах β₂=20-30˚.

; z_K=8.

Коэффициент снижения напора из-за конечного числа лопастей:

(2.2.16)

Теоретический напор при бесконечном числе лопастей:

(2.2.17)

Во 2-м приближении

(2.2.18)

; Δ=0,4%. (2.2.19)

Δ=0,93%. (2.2.20)

Δ=0,94%. (2.2.21)

Относительные скорости:

(2.2.22)

(2.2.23)

Получив, таким образом, элементы входа и выхода колеса, строим соответствующие планы скоростей при входе в колесо (рис. 2,а) и выходе из колеса с учетом конечного числа лопастей (рис. 2,б).

Рис. 2(а)

Рис. 2(б)

Профилирование канала колеса в меридианном сечении

Исходным положением профилирования канала в меридианном сечении для получения высоких энергетических и кавитационных качеств колеса является обеспечение плавности изменения скоростей от входного отверстия колеса и до выхода из него. С этой целью задаются графиком изме­нения скоростей в функции от радиуса r или длины средней линии канала s.

Рабочие колёса с имеют цилиндрические лопасти, расположенные в радиальной части канала. Профилирование канала колеса в меридианном сечении производят в следующей последовательности. На ось вращения OZ (рис. 3) наносим перпендикулярно к ней линию. На расстоянии R₂ откладываем отрезок, равный b₂.

Рис. 3

Затем наносим линии параллельные оси OZ, отстоящие от последней на расстоянии R₁ и R_0. Справа строят эпюру скоростей , изменяющейся по радиусу прямолинейно от до . При этом в соответствии с указанным выше принимаем = . Имея для любой точки произвольного радиуса r величину из графика, по уравнению неразрывности получают значение ширины канала

(3.1)

Результаты приведены в таблице 1.

Получив, таким образом, для различных точек ширину канала, проводим окружности с радиусом b/2 касательно к линии АБ. Проводим огибающую к этим окружностям, не доводя до линии R₀ . Затем проводим окружность с радиусом R, плавно сопрягающуюся с линией R₀. В дальнейшем окружности с радиусами b/2 проводим касательно к дуге окружности радиуса R.

Таким же образом проводим справа (по контуру, соответствующему ведущему диску) огибающую до сопряжения с линией OZ. В случае необходимости контуры канала корректируют по конструктивно-технологическим соображениям и определяют окончательное положение средней линии тока.

Таблица 1.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: