Расчет центробежного водяного насоса консольного типа
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?таж всасывающей линии при ревизии и ремонте насоса. При использовании в компоновочном решении дополнительных муфт у насосов типа К в этом случае исключается и демонтаж электродвигателя.
В корпусе выполняют отверстия для выпуска воздуха, слива воды и подсоединения манометров.
В нормальном исполнении напорный патрубок насоса направлен вертикально вверх. При тангенциальном расположении патрубка его можно поворачивать на угол 90, 180 и 270.
Разворот оси напорного патрубка в плоскость оси всасывающего упрощает процедуру замены насоса подобным по конструкции, но отличающимся по габаритным размерам. Такая конструкция является более технологичной и современной.
В насосах типа К колесо расположено на собственном валу, опирающемся на подшипники качения в корпусе ходовой части. Соединение валов ходовой части и двигателя обычно осуществляется упругой муфтой.
Широко применяются моноблочные консольные насосы типа КМ. В них электродвигатель и насос соединены в блок: рабочее колесо насоса посажено непосредственно на удлиненный вал привода. Корпус насоса прикреплен к фланцу промежуточного фонаря, связанного с фланцем электродвигателя. Конструкция обеспечивает защиту электродвигателя от попадания воды при отказе сальникового уплотнения.
Консольные моноблочные насосы обеспечивают практически тот же диапазон параметров, что и насосы с ходовой частью. При этом они имеют меньшие массогабаритные характеристики и несколько дешевле. Однако насос с ходовой частью долговечнее моноблочного.
Приводом консольного насоса служит асинхронный электродвигатель обычного (насосы типа К) или специального (насосы типа КМ) исполнения. Типовое соединение с приводом прямое. Примеры использования ременной передачи единичны и связаны с особыми условиями эксплуатации насосной установки. Наиболее экономична моноблочная конструкция. При наличии ходовой части КПД насосного агрегата снижается примерно на 2 %. Ременный привод снижает КПД еще минимум на 3 %.
Приводные двигатели консольных насосов обычно имеют частоту вращения 1450 или 2900 об/мин.
4. Гидравлический расчет
.1 Определение числа оборотов колеса
Работоспособность насоса определяется условиями всасывания, зависящими от числа оборотов. При большом числе оборотов скорость на входе в рабочее колесо насоса может стать настолько большой, что падение давления жидкости на всасе приведет к кавитации. По этой причине расчет насоса начинают с определения предельного числа оборотов, выше которого при параметрах проектного задания кавитация неизбежна:
= об/мин(1)
Здесь C=9001500 - кавитационный коэффициент быстроходности насоса.
Рабочее число оборотов насоса выбирается, исходя из значений стандартного ряда частот, характерных для насосов данного типа. Например, для водяных насосов консольного типа характерными являются частоты 1450 и 2900 об/мин.
Тип рабочего колеса насоса определяется его быстроходностью (удельным числом оборотов ns). Для расчета этого показателя необходимо задать напор колеса, зависящий от числа ступеней i. При многоступенчатом варианте напор насоса равен сумме напоров отдельных ступеней. Напор ступеней принимается одинаковым.
Правильность выбора числа ступеней проверяется по значению удельного числа оборотов, которое для центробежных насосов изменяется в интервале ns = 40300.
При расчете удельного числа оборотов следует иметь в виду, что при умеренных напорах и больших подачах однопоточная схема может не реализовываться. В этом случае следует переходить к расчету колеса двухстороннего всасывания, используя половинное значение проектной подачи.
.2 Расчет удельного числа оборотов
Заданные параметры насоса, число ступеней и число оборотов определяют его быстроходность:
(2)
При оптимизации конструкции необходимо учитывать, что:
а) гидравлический и полный КПД центробежного насоса достигает своего максимального значения при ns =80150;
б) с уменьшением ns рабочее колесо становится чрезмерно узким и неэкономичным.
4.3 Определение коэффициента полезного действия и мощности насоса
Используя опытные данные, оценивают общий КПД и потребляемую насосом мощность (мощность на валу).
Общий КПД насоса равен:
h = hо hг hмех= 75,32 %,
где hо = = 95,51 % - объемный коэффициент полезного действия насоса, учитывающий объемные потери в насосе (=0,850,98); hГ - гидравлический коэффициент полезного действия, учитывающий потери насоса вследствие гидравлического трения, ударов и вихреобразования в проточной части (=0,80,95):
hг = 1 - =1-= 83,02 %,
где D1п - приведенный диаметр рабочего колеса на входе.
D1п==0,0379м=38 мм.
Механический к.п.д. =0,90,96.
Отсюда мощность на валу насоса:
Nв===0,45 кВт
4.4 Определение входных размеров колеса
Определение входных размеров колеса, к которым относятся диаметр вала Dв, диаметр ступицы Dст и диаметр входа потока на рабочие лопатки колеса D1.
Диаметр вала рассчитывается по условию обеспечения необходимой прочности и прогиба в зависимости от величины мощности на валу и числа оборотов. Прогиб вала вследствие действия поперечных сил не должен превосходить половины минимального зазора в уплотнениях. Кроме того, рассчитывается критическое число оборотов вала для предотвращения резонансных колебаний.
Предварительно диаметр вала оценива