Пример прочностного расчета по определению диаметра вала под колесом центробежного насоса
Рисунок 7. Рабочее колесо центробежного насоса.
Данные для расчета:
Плотность среды, перекачиваемая насосом: ρ = 1,04*103 кг/м3
Производительность насоса: Q = 17,5*10-3 м3/с
Напор насоса: H=125м
Частота вращения вала насоса: n=2950 об/мин.
Допускаемое напряжение кручения: [τ]= 10Н/мм2
Расчет:
1. Давление на выходе насоса:
| P2 = 9,8* ρ*Н | (23) |
P2 = 9,8*1,04*103*125=1274000 Па
2. Коэффициент быстроходности - это величина, позволяющая определить тип машины для работы с заданными подачей, напором и частотой вращения вала:
| (24) |
ns=38
3. КПД насоса: η= ηо* ηг *ηм
а) ηо - объемный КПД насоса.
Объемный КПД отражает объемные потери в центробежных насосах, которые обусловлены перетеканием жидкости через уплотнения:
| (25) |
ηо= 0,94
б) ηг – гидравлический КПД насоса.
Гидравлический КПД определяет гидравлические потери на трение, удары и вихреобразование в проточной части насоса:
| (26) |
где D1п – приведенный диаметр рабочего колеса – это условный диаметр живого сечения входа в рабочее колесо:
| (27) |
ηг= 0,86
в) ηм – механический КПД насоса; принимаем ηм=0,92
η= ηо* ηг *ηм= 0,74
4. Мощность на валу насоса:
| (28) |
N= 30159 Вт
5. Крутящий момент на валу насоса:
| (29) |
Мкр=97,7 Нм
6. Диаметр вала под колесом:
|
|
|
| (30) |
Пример гидравлического расчета рабочего колеса центробежного насоса (определение числа лопаток).
Рисунок 8. Рабочее колесо центробежного насоса.
Данные для расчета:
подача насоса Q = 180м3/ч
избыточное давление Р2 = 200кПа
давление на входе Р1 = 10кПа
плотность среды, перекачиваемой насосом ρ = 1000кг/м3
частота вращения вала электродвигателя n = 1430 об/мин
1. Определяем приведенный диаметр рабочего колеса – это условный диаметр живого сечения входа в рабочее колесо:
| (31) |
2. Определяем диаметр входа на рабочие лопасти колеса по формуле
| (32) |
где DO–диаметр входа в рабочее колесо, принимаем равным приведенному диаметру.
3. Определяем окружную скорость на входе в каналы рабочего колеса по формуле:
| (33) |
4. Определяем скорость входа в рабочее колесо по формуле:
| (34) |
где ηо - объемный КПД насоса, определяем по формуле ….
Принимаем СО=С1=С1z=C2z,
где С1– абсолютная средняя скорость потока на входе;
|
|
|
С1z – радиальная составляющая абсолютной средней скорости потока на входе;
C2z - радиальная составляющая абсолютной средней скорости потока на выходе.
5. Определяем угол потока на входе в лопасть по формуле:
| (35) |
6. Определяем лопастной угол из формулы
| (36) |
где β1Л – лопастной угол;
i – угол атаки, принимаем i = 4°, тогда
| (37) |
7. Определяем ширину лопасти на входе в рабочее колесо по формуле:
| (38) |
где μ – коэффициент стеснения входного сечения межлопаточных каналов. Принимаем 0,9.
8. Принимаем угол потока на выходе из лопасти:
β2=17°
9. Определяем окружную скорость на выходе из рабочего колеса по формуле:
| (39) |
10. Определяем диаметр выхода с рабочих лопастей по формуле:
| (40) |
11. Определяем отношение диаметров выхода и входа по формуле:
| (41) |
12. Определяем ширину лопасти рабочего колеса на выходе по формуле:
| (42) |
13. Определяем количество лопаток рабочего колеса по формуле:
| (43) |
где β2Л - лопастной угол на выходе,β2Л >β2 на 2-3°, принимаем β2Л=19°, тогда
| (44) |
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2810; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!