РАСЧЕТ ОСЕВОЙ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА РОТОР
НАСОСА И РАЗГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА.
Суммарная осевая сила 
может быть найдена по выражению:
, где
– абсолютная скорость потока на входе в рабочее колесо;
– радиус уплотнения рабочего колеса;
– радиус втулочный;
– радиус выхода потока из рабочего колеса;
– давление потока на выходе из рабочего колеса;
– давление потока на входе в рабочее колесо;
Осевая сила направлена в сторону, противоположную направлению движения потока на входе в рабочее колесо. Для многоступенчатого насоса:
, где:
- число ступеней; - осевая сила на одном рабочем колесе. В случае износа уплотнения возникает дополнительная осевая сила, которая постепенно возрастает по мере износа уплотнения. По рекомендации А. А. Ломакина она может быть определена по следующей формуле:
;
Износ уплотнений приводит не только к увеличению утечек и уменьшению КПД, но и к существенному увеличению осевой силы (что может создать аварийную ситуацию). Сила 
, так же как и направлена в сторону, противоположную движению потока на входе в рабочее колесо.
Полная величина осевой силы, действующей на рабочее колесо насоса при максимально допустимом износе уплотнения равна:
, где
- коэффициент, учитывающий допустимый износ уплотнения. Для многоступенчатого насоса:
;
Так как осевая сила в центробежных насосах может достигать больших значений, то уравновешивание ее только лишь упорным подшипником является нерациональным из-за значительных габаритов. Поэтому в судовых насосах нашли широкое применение гидравлические способы разгрузки ротора. Они основываются на принципе симметричного распределения давления по поверхности колеса и на использовании специальных гидравлических систем. Наиболее часто используются следующие способы разгрузки от осевых сил:
|
|
|
- применение колес с двусторонним подводом жидкости;
- применение радиальных накладок;
- применение уплотнения на ведущем диске колеса;
- применение радиальных ребер;
- применение разгрузочных отверстий.
Перечисленные способы характерны для одноступенчатых насосов. Для многоступенчатых насосов могут быть рекомендованы следующие способы:
- использование встречного расположения колес;
- использование разгрузочного диска;
- использование разгрузочного поршня и др.
Рассмотрим методику расчета разгрузочного диска (которая разработана А. А. Ломакиным). Задача проектирования гидравлических уравновешивающих устройств заключается в выборе конструктивных пара метров, обеспечивающих надежную и экономичную работу устройств Порядок расчета следующий.
По известному давлению на выходе и» рабочего колеса последней ступени и известной геометрии гидравлической пяты определяют 
и 
в функции осевого зазора 
(см. рис.17).
|
|
|
Перепад давлений определяется из условий равенства осевого усилия, действующего на рабочие колеса, и усилия, действующего на диск:
;
В то же время – перепад, срабатываемый при расходе жидкости по торцевому зазору .
Для надежного действия системы разгрузки необходимо:
;
Коэффициент 
определяется исходя из документации, что давление в камере А постоянное, а вдоль осевого зазора меняется по линейному закону. Его можно определить из следующей зависимости:
, где
– коэффициент, учитывающий падение давления на входе в осевой зазор.
Приемлемость полученного значения при выбранных размерах разгрузочного диска и зазора определяется величиной расхода в системе разгрузки:
, где
- коэффициент расхода, определяемый по формуле:
, где
– коэффициент гидравлического трения.
В то же время, поскольку жидкость проходит через канал 
вдоль вала, то
, где
;
Давление 
можно определить из зависимости:
; 
;
;
Допустим, что разность 
, то
;
Зная, что 
можно вычислить длину 
, выразив ее через коэффициент 
:
|
|
|
;
Если величины расхода и зазора имеют приемлемые значения (расход составляет 5% от расчётной подачи), то расчет закончен. Если одна из величин не устраивает проектанта, то, меняя геометрию системы разгрузки, он делает второе приближение и т. д.
Рис. 17
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТРУКТУРЕ
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 444; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!