Сточно-динамические фекальные насосы типа СД
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?нергий жидкости при выходе из насоса и при входе в него.
Обозначая удельную энергию потока при выходе из насоса:
,
и удельную энергию при входе в насос:
,
где pa, za, ca - соответственно давление, отметка и скорость потока при выходе из насоса;
ps, zs, cs - то же при входе в насос;
? - удельный вес;
g - ускорение силы тяжести,
имеем
. (1.1)
Таким образом, энергетическая по своему физическому существу величина напора, благодаря тому, что она отнесена к единице веса, имеет линейную размерность кгм/кг = м.
Мощность. Третьим параметром, характеризующим насос, является потребляемая им мощность N, обычно измеряемая в киловаттах. Для ее определения остановимся прежде всего на понятии полезной мощности Nг, логически вытекающем из представления о напоре и производительности. Приращение энергии каждого килограмма жидкости, подаваемой насосом, по определению равно напору H; количество жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени, равно весовой производительности G; полное приращение энергии, получаемое всем потоком в насосе в единицу времени, т. е. полезная мощность насоса
, (1.2)
где H - выражено в м,
G - в кг/с,
Q - в м3/с,
? - в кг/м3.
Отношение полезной мощности Nг к потребляемой N очевидно представляет собой коэффициент полезного действия насоса
. (1.3)
Следовательно, потребляемая мощность:
. (1.4)
2. Методика конструктивного расчета основных параметров насоса
.1 Методика расчета рабочего колеса
Рассчитать рабочее колесо при заданных: подаче , напоре и частоте вращения вала насоса .
Решение: Конструкция колеса в значительной степени зависит от коэффициента быстроходности поэтому в первую очередь определяем его:
, (2.1)
Исходя из справочных данных колесо с является быстроходным.
рис.1 Схемы колеса
Далее определим объемный КПД по формуле:
(2.2
где коэффициент зависит от соотношения между диаметрами входа и выхода и составляет около 0,68.
Рассчитываем приведенный диаметр на входе:
(2.3)
Исходя из полученного диаметра определяем гидравлический КПД Значение гидравлического КПД находится в пределах 0,85-0,95 и находится по формуле:
(2.4)
Для современных центробежных насосов механический КПД достигает
.
Принимаем.
Полный КПД насоса рассчитываем по формуле:
(2.5)
Зная полный КПД, определяем мощность насоса и крутящий момент на валу.
(2.6)
Крутящий момент:
(2.7)
Определив мощность насоса и крутящий момент на его валу, можно рассчитать из условию скручивания диаметр вала насоса:
Вал насоса работает в основном на скручивание моментом М, но частично нагружен поперечными силами собственного веса и центробежными силами, обусловленными небалансом ротора. Поэтому допускаемое напряжение кручения принимают пониженным:.
(2.8)
Диаметр втулки:
(2.9)
Расчётная подача колеса больше подачи на величину объёмных потерь. Принимая предварительное значение объёмного КПД получим
(2.10)
Для предварительного выбора скорости, используем формулу:
(2.11)
где -коэффициент, обычно находящийся в пределах 0,06-0,08.
Диаметр рабочего колеса:
;
Окончательно скорость входа в рабочие колесо рассчитывают по формуле:
(2.12)
Далее находим радиус средней точки лопасти:
,
Принимаем:
определяем ширину канала в меридианном сечении:
(2.13)
Предварительно выбрав значение коэффициента стеснения сечения , который должен находиться в пределах 1,1-1,15, находим меридианную составляющую скорости при поступлении на лопасть:
(2.14)
Переносная скорость:
(2.15)
Для обеспечения безударного поступления потока на лопасти колеса входной угол лопасти ?1 выбирают равным ?1,0, причём
(2.16)
Определяем теоретический напор:
(2.17)
Полагая что коэффициент окружной составляющей абсолютной скорости при выходе потока из колеса равен: , находим приближённо переносную скорость:
(2.18)
Расчёт выходного (наружного) радиуса колеса:
, (2.19)
Принимаем:
.
Находим значение коэффициента стеснения сечения , который должен находиться в пределах 1,1-1,15:; .
Имеем
. (2.20)
;
Наивыгоднейшее число лопастей для центробежного колеса находим:
; (2.21)
Получим поправочный коэффициент для конечного числа лопастей:
(2.22)
где
(2.23)
Находим расчётный напор:
, (2.24)
Меридианная составляющая скорости:
, (2.25)
Во 2-м приближении переносная скорость:
, (2.25)
Радиус наружного выходного колеса:
, (2.26)
;
. (2.27)
Проверяем:
, (2.28)
.
Т.к. u1, K1, К2, вычисленные в первом приближении, удовлетворительно совпадают с их значениями, то принимаем эти величины за окончательные:
2.2 Методика расчёта профилирования цилиндрической лопас