Расчет центробежного водяного насоса консольного типа
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ют по формуле:
Dв = == 8 мм,
где [t] - допустимое напряжение кручения, кг/см2.
Для стальных валов [t] = 120200 кг/см2.
Диаметр ступицы колеса:
Dст=(1,62,0)*Dв = 17 мм.
Длина ступицы колеса:
Lст=1,4*Dст= 24 мм
Диаметр входа на рабочие лопатки:
= 43мм.
4.5 Определение элементов треугольника скоростей на входе жидкости в каналы рабочего колеса
Окружная скорость определяется по формуле:
U1 = == 6,57 м/с.
Скорость входа в рабочее колесо определяется по формуле:
С0 == = 1,74 м/с.
Полагая вход потока в колесо радиальным (a1=900 и С0=С1=С1r), определим из входного треугольника угол входа потока на лопасти колеса
b1 == 14,8 град.
Угол b1 обычно лежит в пределах 15300.
Относительная скорость определяется по формуле:
W1 = = 6,8 м/с.
По полученным значениям U1, c1, W1 строим входной треугольник скоростей.
4.6 Определение элементов треугольника скоростей на выходе потока из рабочего колеса
Угол выхода потока существенно зависит от коэффициента быстроходности ns.
sin?2 = k sin?1.
Значения k принимаются по таблице:
ns35405060708090100120220k2,52,121,761,61,51,451,41,361,31,1
Окружная скорость определяется по формуле:
U2 = == 16,17 м/с,
где С2r = C1r = C0.
Проекция абсолютной скорости выхода потока на направление окружной скорости определяется по формуле:
С2u === 12,42 м/с.
Абсолютная скорость выхода определяется по формуле:
С2 = == 12,54 м/с.
Относительная скорость выхода определяется по формуле:
W2 = == 4,13 м/с.
По полученным значениям U2, С2r, W2 строим треугольник скоростей на выходе потока из рабочего колеса.
4.7 Определение конструктивных размеров рабочего колеса
Входные размеры были определены ранее.
Определяем диаметр рабочего колеса на выходе:
D2 == 106 мм.
Тогда отношение диаметров выхода и входа потока (модуль колеса) определится как
m = = 10643= 2,47
Ширина лопасти на входе определяется по формуле:
b1 == 18 мм,
где m1 - коэффициент стеснения входного сечения каналов колеса,
m1 = 0,467
b2 == 7 мм,
Диаметр просвета колеса на входе определяется по формуле:
D0 = (1,01,25)*D1 = 48 мм.
Угол установки лопатки на входе в колесо:
b1л = b1 + s1 = 14,8 + 3 = 17,8 град,
где s1 =06 - угол атаки.
Угол установки лопатки на выходе из колеса:
b2л = b2 + s2 = 24,86 + 3 = 27,86 град,
где s2 = 24- угол отставания потока вследствие отклонения потока в косом срезе рабочего канала колеса.
Число рабочих лопаток колеса:
z== 6
Уточнение принятой величины коэффициента стеснения производится по формуле:
m1 = 1 - = 1-0,304
5. Механический расчет [4]
Для выполнения механического расчета необходимо профилирование элементов проточной части.
5.1 Профилирование лопаток рабочего колеса
Формы рабочих каналов колес различной быстроходности неодинаковы. В нормальных и быстроходных колесах входные кромки лопастей вынесены в область поворота потока жидкости, то есть в зону, где направление потока изменяется от осевого к радиальному. В тихоходных колесах они лежат на цилиндрической поверхности и параллельны оси колеса. Как правило, лопасти имеют постоянную толщину , которая не может быть меньше 4 мм по технологии изготовления колес литьем.
Конструкция лопасти должна обеспечивать расчетные углы входа и выхода потока, минимальное гидравлическое сопротивление канала и прочность.
Рабочие лопатки насосных колес профилируются по дугам окружности по приведенной ниже схеме:
5.2 Профилирование спирального отвода
Конструкция спирального отвода позволяет поддерживать скорости в отводе в определенных пределах. Выравнивание скоростей в отводе позволяет сократить потери (на удар, трение, вихреобразование и т.д.). Поэтому сечения отвода A, радиусы R и r рассчитываются из условия постоянной расходной скорости c, когда вихреобразование в канале минимально. При этом принимаются следующие размеры канала (Рис.1):
Рис. 1. Основные геометрические размеры спирального отвода
R3 = (1,031,05)D2/2 = 55 мм,
b3 = b2 + (0,020,05)D2 = 11мм.
Сечения улитки по возможности делают круговыми диаметром d=2r.
Расчет производят, задаваясь значениями угловой характеристики:
УголСечение спирали, мДиаметр, мjАj =[м2]d =4590135180225 270315
Расходная скорость рассчитывается по выражению:
Сс = = 21,9 м/с.
Начальный диаметр определяется по формуле:
Dнач == 108 мм.
Зазор между колесом и языком во избежание большого перетока жидкости из начальных сечений в отвод должен соответствовать значению, определяемому по зависимости:
s = = 1мм.
Коэффициенты кс (ns) = 1,28, кнач (ns) = 1,02 определяются по приведенной ниже номограмме:
.3 Проверочный расчет лопаток рабочего колеса на прочность
При работе насоса лопатки несут три вида нагрузок под действием:
центробежных сил;
-разности давлений перемещаемой среды на рабочую и тыльную стороны лопатки;
реакции деформирующихся основного и покрывного дисков.
На практике вполне достаточно учета действия центробежных сил, т.к. остальные н