Расчет насосов. НАСОС РАСЧЕТ испр. 1. Гидравлический расчет 1 Расчет параметров на входе в колесо

• Название: 1. Гидравлический расчет 1 Расчет параметров на входе в колесо
• Анкор: Расчет насосов
• Дата: 07.06.2022
• Размер: 1.12 Mb.
• Имя файла: НАСОС РАСЧЕТ испр.doc
• Тип: Документы; #575469
• страница: 3 из 4

1.8 Расчет спирального отвода

Определим окружную скорость на максимальном диаметре входной кромки лопасти, [м/с]:

(8.1)



Найдем коэффициент профильного разрежения при обтекании лопаток на входе:

(8.2)



Вычислим превышение полного напора на входе над минимальным давлением внутри проточной части:

(8.3)

где - коэффициент местного повышения абсолютной скорости выбираем из (0.05...0.15).





Если , то антикавитационные качества насоса удовлетворяют заданным условиям

Результаты гидравлического расчета приведем в таблицу:

Параметры насоса	Результаты расчета
Коэффициент быстроходности	109,25
Мощность потребляемая насосом ,(кВт)	1160,42
Объемный КПД	0,9888
Гидравлический КПД насоса	0,7463
Полный КПД насоса	0,7084
Допустимое падение напора на входе ,(м)	32
Превышение полного напора на входе над min давлением внутри проточной части , (м)	7,134
Длина конического диффузора , (м)	0,421
Диаметр напорного патрубка , (м)	0,4703
Диаметр входа в колесо , (м)	0,2478
Диаметр средней точки входа кромки лопасти ,(м)	0,223
Ширина лопасти на входе , (м)	0,0826
Диаметр колеса на выходе , (м)	0,4376
Ширина лопасти на выходе , (м)	0,0842
Угол установки лопасти на входе	23,68
Угол установки лопасти на выходе	12,957
Число лопастей	6
Угол выхода потока из колеса	5,667
Радиус расположения языка отвода	0,2297
Угол языка отвода	9,667
Площадь горла ,	0,02225
Эквивалентный угол конического диффузора	39,45

В качестве уплотнения проточной части используем щелевое уплотнение.

1.9 Расчет осевой силы, действующей на ротор насоса

Так как колесо насоса имеет двухсторонний вход (двухпоточное колесо)осевые силы действующие на колесо взаимно уничтожаются и результирующая осевая сила Fа = 0.

1.10 Расчет радиальной силы, действующей на рабочее колесо.

Расчет ведется во всем диапазоне работы насо­са по формуле А.И. Степанова:

(10),

где Q_H – подача насоса. ( );

- ширина лопасти на выходе в (м);

- наружный диаметр рабочего колеса, в (м),

H - напор насоса, в (м);

- удельный вес перекачиваемой жид­кости в ( );

R - радиальная результирующая сила, в ( ).

Определим радиальную силу Rпо формуле (10):

Задаваясь несколькими значениями подачи Q, вы­числяем по уравнению соответствующие значения R:

1. 
   При = 0,243 ;
   

2. 
   При = 0,2778 ;
   

3. 
   При = 0,3125 ;
   

4. 
   При = 0,3819 ;
   

5. 
   При = 0,4167 ;
   

6)При = 0,4514 ;

R,	Q,
8646,22	0,243
6103,21	0,2778
3221,14	0,3125
3560,21	0,3819
7459,48	0,4167
11697,82	0,4514

2. Прочностной расчет насоса

2.1 Расчет реакции опор

Определяем вращающий момент на валу:



где - мощность электродвигателя.

- угловая скорость

n = 3000 об/мин - частота вращения.

Определим действующие силы на вал

окружная и радиальная:



осевая Fа = 0, так как колесо насоса имеет двухсторонний вход (двухпоточное колесо) осевые силы действующие на колесо взаимно уничтожаются.

Найдем реакции опор:

в плоскости XZ



в плоскости YZ





Проверка + - = 14555 + 14555 - 29110 = 0

Найдем суммарные реакции:





2.1 Расчет диаметра вала

Во время работы вал насоса подвергается воздействию крутящего момента и радиальной нагрузки.

Определяем крутящий момент:

, (2.1.1)

где N- мощность потребляемая насосом, (Вт);

- угловая скорость, (сек).

Найдем угловую скорость:



Рассчитаем крутящий момент вала:



Вычислим средний диаметр вала:

, (2.1.2)

где допустимое напряжение на кручение для валов из углеродистой стали.



Выходной средний диаметр вала под полумуфту принимаем 90 мм:

Диаметр вала под подшипниками принимаем 95 мм:



Принимаем d_в = 20 мм из конструктивных соображений.

Находим момент инерции вала:

, (2.1.3)

где, - диаметр вала.

.

Радиальная нагрузка находится по формуле:

, (2.1.4)

где k – коэффициент, учитывающий компенсирующее влияние зазоров

(0,45-0,85);

Е – модуль упругости материала вала, (Па).

J – момент инерции вала, принимаемый с учетом тела втулки (кг/м.куб.);

С – расстояние от центра подшипника до середины муфты, (0.09 м);

.

Найдем окружную радиальную силу:

(2.1.5)

где, D – наружный диаметр шлицев (0,022 м);

;

Вычислим максимальный изгибающий момент конце вала:

, (2.1.6)

где b-расстояние от середины муфты или от точки приложения силы Р до проточки под стопорное кольцо, выбираем из интервала (0.025…0.045), (м).



Определим максимальное напряжение изгиба в опасном сечении:

, (2.1.7)

где Wх – осевой момент сопротивления вала в месте проточки под стопорное кольцо ( );

Вычислим осевой момент сопротивления вала в месте проточки под стопорное кольцо:

, (2.1.8)

где - полярный момент сопротивления вала ( ).

Вычислим полярный момент из следующей формулы:

, (2.1.9)

.

Найдем осевой момент сопротивления вала:

.

Максимальное напряжение изгиба будет:

.

Определяем напряжение кручения:

, (2.1.10)

.

Вычислим эквивалентное напряжение:

, (2.1.11)

.

Найдем коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

, (2.1.12)

Для вала насоса берем сталь с пределом текучести .



Из результатов расчетов видно, что вал из стали диаметром 20 мм со шлицем и с проточкой под стопорное кольцо выдерживает заданные нагрузки с коэффициентом запаса прочности , который удовлетворяет условию 12,77 >[1,3].

В качестве уплотнения на валу выбираем сальниковую набивку.