Определение основных размеров входа рабочего колеса

            Размеры входа рабочего колеса определяются из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидравлических потерь.

            Значение скорости С0 входа потока в колесо, Соответствующее минимальному значению критического кавитационного запаса энергии, оценивается по формуле С.С.Руднева(в м/с) (2.1)

                                                                                                                          (2.1)

При значении кавитационного коэффициента С=900, значение =0,08. Тогда

            Вал рассчитывается на прочность от кручения и изгиба и проверяется на жесткость и критическую частоту вращения. Величина крутящего момента находится по формуле (2.2)

                                                                                 (2.2)

Для вала из углеродистой стали выбираем допускаемое напряжение на кручение =400*105 Н/м2. В первом приближении диаметр вала рабочего колеса находится из расчета на кручение по формуле (2.3)

                                                                          (2.3)

Диаметр втулки dвт колеса определяется конструктивно по диаметру вала dв (2.4)

                                                                             (2.4)

Диаметр D0 входа в колесо определяется из уравнения неразрывности (2.5)

                                                    (2.5)

Канал от входа в колесо до входа в межлопастные каналы выполняется диффузорным  или постоянно сечения. Меридианная составляющая абсолютной скорости принимается  в (м/с) для колес со средними кавитационными качествами

                                                                                (2.6)

Колёса имеющие средние кавитационные качества (С=800…1000) и низкую быстроходность (ns=40…100), выполняются с цилиндрическими лопастями. Диаметр D1 окружности , проходящей через средние точки входных кромок лопастей, принимается  D1=1*D0=0,0929(м). Тогда R1=D1/2=0.046(м).Положение входной кромки лопасти рабочего колеса  и ее ширина  зависит от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности ns. Подставляя (2.6) и значение R1, находим b1 из уравнения неразрывности (2.7)

                                                      (2.7)

Входная кромка лопасти располагается параллельно оси колеса. Меридианная составляющая абсолютной скорости после поступления пока в межлопастной канал (т.е. с учетом стеснения) определяется по уравнению (2.8)

                        (2.8)

где k1 – к-т стеснения на входе. Выбираем k1=1,15. Тогда

Окружная скорость на входе в межлопастной  канал определяется по уравнению (2.9)

                                                                           (2.9)

где  - угловая скорость 

             Угол  безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения (2.10)

                                                                                                               (2.10)

            Угол установки лопасти на входе (2.11)

                                                                                                            (2.11)

где  -угол атаки, который выбираем .

            При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к поверхности лопасти. Относительная скорость W1 потока после поступления лопасть направлена по касательной к средней линии профиля лопасти при входе. Величина относительной скорости W1 определяется по уравнению (2.12)

                                                                                                (2.12)

            По скоростям  и углам  и  строим треугольники скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса (рис. 1) и определяем скорости С1 и W1,0 .

            На рисунке:

            Найденные величины  :