Исходные величины для расчета:
- расчетная подача Qp=0,016 м3/с
- наружный диаметр рабочего колеса D2=0.164 м
- ширина выходной кромки лопасти рабочего колеса b2=0.0154 м
- окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса СU2=14,9м/с
Задаемся следующими исходными данными:
- толщина языка спирального отвода Δя=0,005 м
- форма теоретического сечения спирального канала в виде трапеции с углом наклона боковых стенок, одинаковым для всех сечений α=400
- приращения радиуса Δri=0.005 м
Определение размеров входного сечения спирального канала
Ширина входного сечения спирального канала b3 определяется по формле
Радиус R3 определяется из соотношения
Расчёт и построение кривой пропускной способности
К расчету кривой пропускной способности.
Таблица 3
|
№ точки |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,084 |
0,028 |
0,3322 |
|
|
|
|
|
2 |
0,089 |
0,032 |
0,3543 |
0,005 |
0,3433 |
0,00199 |
0,0020 |
|
3 |
0,094 |
0,035 |
0,3742 |
0,005 |
0,3642 |
0,00211 |
0,0041 |
|
4 |
0,099 |
0,039 |
0,3920 |
0,005 |
0,3831 |
0,00222 |
0,0063 |
|
5 |
0,104 |
0,043 |
0,4081 |
0,005 |
0,4000 |
0,00232 |
0,0087 |
|
6 |
0,109 |
0,046 |
0,4227 |
0,005 |
0,4154 |
0,00241 |
0,0111 |
|
7 |
0,114 |
0,050 |
0,4361 |
0,005 |
0,4294 |
0,00249 |
0,0136 |
|
8 |
0,119 |
0,053 |
0,4483 |
0,005 |
0,4422 |
0,00257 |
0,0161 |
|
9 |
0,124 |
0,057 |
0,4595 |
0,005 |
0,4539 |
0,00264 |
0,0168 |
Постоянная спирального канала rc определяется по формуле
Приращение ширины сечения спирального канала при приращении радиуса на Δri равно
Расчет таблицы значений расходов через контрольные сечения
Пользуясь зависимостью Qθ=(Qр/360)θ, определяем расход жидкости в сечениях, соответствующих определенному углу θ (табл. 4). Сечения спирального канала располагаем относительно друг друга через 450.
Расход жидкости в сечениях спирального канала
Таблица 4
|
Обозначение |
№ сечения |
||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
225 |
270 |
315 |
360 |
|
|
0,000 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,008 |
0,010 |
0,012 |
0,014 |
0,016 |
Построениедействительных сечений спирального канала
Новые значения высоты контрольных сечений hc и радиуса rc=hc+R3
Размеры контрольных сечений спирального отвода
Таблица 5
|
Обозначение |
№ сечения |
||||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
hc |
0,00 |
0,005 |
0,010 |
0,015 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
0,035 |
0,040 |
|
rc |
0,084 |
0,089 |
0,094 |
0,099 |
0,104 |
0,109 |
0,114 |
0,119 |
0,124 |
По размерам контрольных сечений строим схему спирального отвода в двух проекциях.
Определение размеров диффузора
Площадь входного сечения диффузора f8
cовпадает с площадью последнего сечения спирального канала , которую мы определяем из рис.6 
. Скорость потока на входном сечении диффузора равна
Задаемся степенью расширения диффузора Kg=2. Скорость потока в выходном сечении диффузора 
. Площадь сечения диффузора на выходе
Диаметр эквивалентного круга на входе в диффузор
На выходе из диффузора
Принимаем угол раскрытия диффузора 
.Теперь находим его длину:
Расчет потерь 
Протечки через переднее уплотнение колеса.
Для предотвращения протечек жидкости q1 bи полости нагнетания в приемную полость в расточках корпуса насоса при входе потока в колесо устанавливают съемные уплотнительные кольца. В судовых центробежных насосах используют уплотнения различных конструктивных типов. В нашем случае выбираем гладкое однощелевое уплотнение.
Принимаем уплотнение с длиной ly=20 мм, диаметром Dy=D0+9=80+9=89 мм, с радиальным зазором by=0,3мм. Коэффициент трения выбираем в первом приближении λ’=0,05. Коэффициент расхода μ’ в первом приближении по формуле
Статический напор колеса 
Напор, теряемый в уплотнении
Осевая скорость жидкости су жидкости в зазоре
Окружная скорость колеса на диаметре Dy
Коэффициент кинематической вязкости ν выбираем для воды при t=100 C равным 1,306*10-6м2/с.
Число Рейнольдса
Толщина ламинарного подслоя по формуле
Принимаем абсолютную шероховатость стенок Ra равной 0,02 мм.
Так как Re>2320, а 
то режим течения – турбулентный с шероховатыми стенками, а коэффициент λ во втором приближении рассчитывается по формуле
Коэффициент расхода во втором приближении
Расход жидкости через переднее уплотнение во втором приближении
Если учесть протечки q1 через переднее уплотнение, которые приводят к течению жидкости в осевом зазоре между передним диском колеса и корпусом, то напор, теряемый в уплотнении
При 
ky=0.16; α=1.2; β=-1.6
Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из колеса
Дж/кг
Расход жидкости через уплотнение
Относительная величина протечки
Протечки через заднее уплотнение колеса
Чтобы уравновесить осевую силу в одноступенчатом насосе необходимо разместить однощелевое уплотнение не только на ведомом, но и на ведущем диске рабочего колеса. Разгрузочная камера, образующаяся уплотнением ведущего диска, соединяется несколькими отверстиями в ведущем диске с приемной полостью колеса. Некоторое количество жидкости q1’ постоянно циркулирует из нагнетательной камеры за рабочим колесом через заднее уплотнение в разгрузочную камеру, из которой через отверстия поступает на вход в рабочее колесо.
Заднее уплотнение выполняем по конструкции такое же, как и переднее. Диаметр заднего уплотнения равен диаметру переднего и равен 84мм. Суммарная площадь ∑f0 разгрузочных отверстий в ведущем диске колеса в 4 раза больше площади fу зазора уплотнения
Количество отверстий выбираем равным 8. Следовательно, диаметр одного отверстия равен
Глубина отверстий l0 равна 5 мм.
Так как конструкция и размеры заднего и переднего щелевых уплотнений совпадают, то и протечки через них будут одинаковые.
Утечки через уплотнение вала
В местах выхода вала из корпуса насоса устанавливаем мягконабивочный сальник, предназначенный для уменьшения утечек жидкости между валом и корпусом. Отвод тепла от сальника обеспечивается просачивающейся через него жидкостью. Так как ее количество весьма незначительно, то в расчете объемного КПД этими протечками пренебрегают.
Определение объемного КПД
С учетом протечек через переднее q1 и заднее q1’ гладкие однощелевые уплотнения формула для определения объемного КПД выглядит так
Поможем написать любую работу на аналогичную тему