Определение основных размеров

Введение

В настоящее время вакуумную технику широко используют в различных отраслях промышленности (электротехнической, электронной, радиотехнической, химической, металлургической, медицинской, пищевой и др.) для осуществления технологических процессов или обеспечения работы установок различного назначения, а также в криогенных установках и установках для имитации космических условий, ускорителях элементарных частиц.

Основным элементом любой вакуумной системы, как правило, является механический вакуумный насос. Для некоторых процессов в промышленности требуется очень большая быстрота откачки, хотя бы и не при очень низких давлениях. Этим требованиям удовлетворяют водокольцевые насосы (рис.1.).

Работа водокольцевого насоса основана на том, что при вращении лопастного колеса в соответствии с рисунком 1.1 в корпусе образуется вращающееся водяное кольцо “K”. Колесо расположено эксцентрично относительно обечайки корпуса и поэтому лопатки его то погружаются в водяное кольцо “K” до самой ступицы, то почти выходят из него, в результате чего между лопатками образуется свободное от воды пространство. При выходе лопаток из водяного кольца из-за увеличения свободного объема, в камере между лопатками всасывается газ через окно “В” в дисках лобовин. Затем при повороте лопастного колеса, находящийся в камерах газ сжимается водяным кольцом, приближающимся к ступице и при совмещении с нагнетательным окном “Н” в диске вытесняется из него. Тепло, выделяющееся при сжатии газа и жидкостном трении, повышает температуру вращающегося водяного кольца. Для поддержания температуры на заданном уровне в насос непрерывно вводится более холодная вода из водопроводной сети, которая вливается в водяное кольцо, вытесняя нагревшуюся воду в нагнетательное отверстие вместе со сжатым газом. Подвод воды в насос осуществляется через систему трубопроводов и каналы в лобовинах насоса. Из насоса смесь газа с водой поступает в водоотделитель, где основная масса воды отделяется от газа и сливается в канализацию.

Основное достоинство жидкостнокольцевых вакуумных насосов - простота работы. Насос состоит из небольшого количества деталей - корпуса, рабочего колеса и двух торцевых крышек.

В насосе имеется только одна движущаяся деталь - вращающееся рабочее колесо. Между рабочим колесом и корпусом машины, а также торцевыми крышками есть гарантированный зазор, а поскольку в машине нет трущихся деталей, отсутствует вызываемый этим износ. В насосе нет клапанов, шестеренчатых передач и т.п. деталей, что также обеспечивает высокую надежность работы. Машина не имеет маслонасосов и специальных систем смазки, Все зазоры между рабочим колесом и корпусом уплотняются рабочей жидкостью, которая смазывает также сальники уплотнения вала ротора. В консистентной смазке нуждаются только подшипники ротора.

Изготовление деталей насоса не требует высокого класса точности, все детали в ней взаимозаменяемы. В случае некоторого износа торцевых поверхностей рабочего колеса в результате многолетней работы, при наличии в отсасываемом газе пыли, песка и других примесей восстановление необходимых зазоров производится подбором прокладок между корпусом и торцевыми крышками. Перечисленные особенности предопределяют невысокую стоимость насоса и простоту ее обслуживания. Машина может работать в течение длительного времени автономно.

Цель курсового проектирования – спроектировать механический водокольцевой вакуумный насос, в соответствии с исходными данными к работе.

Определение основных размеров

Исходя из исходных данных, выбираем коэффициент откачки [1,c.178]

λ= м³/с

Определяем геометрический объём

S_г=S/λ= м³/с

Рассчитываем наружный радиус колеса

где

χ= - относительной шириной колеса [1,c.187] ,

Ψ= -коэффициентом учитывающим толщину лопаток [1,c.178] ,

ν= -отношением среднего радиуса ступицы колеса к наружному радиусу колеса [1,c.187],

U₂= м/с-окружной скоростью на периферии колеса[1,c.191]

Принимаем r₂= м.

Тогда расчетная частота вращения вала насоса вычисляется как

с^-1

Принимаем n= с^-1

Далее вычисляем изометрическую мощность

кВт

Где p-давление всасывания, а р_н-давление нагнетания.

Эффективная мощность N_e определяется как

N_e=N_из/ η_из= кВт

Где η_из= -изотермический КПД определяют из рисунка 126 [1,c.188]

Расчетный средний радиус ступицы равен

r₁=ν r₂= м

Принимаем r₁₌м

Отношение среднего радиуса ступицы колеса к наружному радиусу колеса

ν = r₁/ r₂=

Окружной скоростью на периферии колеса

U₂=2 π r₂ n= м/с

Вычисляем критерий Эйлера

Eu=(p_н-р)/(ρ_ж U₂²)=

Отношение давления нагнетания к давлению всасывания

τ= p_н/p

Коэффициент К₁ определяется по рисунку 111 [1,c.171] и равняется

Коэффициент К₂ вычисляется по формуле

Где

δ= - относительный зазор[1,c.186],

ξ= - отношение длины колеса к длине корпуса,

ε= - относительный эксцентриситет,

β₂= - угол наклона лопатки,

ρ_ж= кг/м³- плотность рабочей житкости.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 189; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!