ПЗ_Насосы. Пояснительная записка к курсовому проекту Центробежный насос
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
4.1 Расчет спиральной камеры круглого сечения. Исходные данные  берутся из примеров расчета размеров рабочего колеса, профилирования меридионального сечения и лопаток рабочего колеса.Радиус контрольной цилиндрической поверхности  Ширина входа в спираль с учетом осевого перемещения рабочего колеса  Вспомогательный коэффициент  Радиусы круглых сечений спиральной камеры, м  Расстояние от оси колеса до оси спиральной камеры, м  Расстояние от оси колеса до наружной стенки спиральной камеры, м  Профилирование проведем в табличной форме Расчет характеристик круглых сечений спиральной камеры
   Рис. 4 Построение спиральной камеры круглого сечения 4.2 Расчет диффузора спиральной камеры. Диаметр нагнетательного трубопровода насосной установки  где V= 3…5 – скорость жидкости в трубопроводе,  . По значению  =0,09 м выбираем ближайший больший диаметр из стандартных размеров трубопровода из нержавеющей стали =90 мм. Длина диффузора где  - площадь поперечного сечения трубопровода -площадь поперечного сечения спиральной камеры -угол раскрытия   5. Расчет объемных потерь в уплотнениях насоса. Определяем размеры уплотнения Принимаем величину радиального зазора b=0,00035 м Определяем коэффициент расхода жидкости при истечении через щель уплотнения  где  - коэффициент, учитывающий трение жидкости о стенки щели=0,04…0,06 -длина щели, м Определяем перепад напора на концах уплотнения рабочего колеса со стороны входа при нормальном состоянии уплотнения, м  где  -потенциальный напор рабочего колеса, м - наружный радиус колеса, м -наружный радиус уплотнительного кольца, м  где  -коэффициент реактивности где  -окружная скорость при выходе из колеса, м/с Определяем расход жидкости через кольцевое отверстие уплотнения  Определяем величину протечек через сальники и дренаж сальников  Определяем объемные потери насоса  Определяем объемный КПД насоса  Полученное значение  совпадает с его величиной, определенной в гидравлическом расчете с погрешностью менее 10%.6. Уравновешивание гидравлической осевой силы. 6.1 Определение основных характеристик разгрузочного отверстия. Протечки через разгрузочные отверстия в первом приближении принимаются равными протечкам через уплотнение  Скорость жидкости в разгрузочном отверстии принимается равной скорости потока на входе в рабочее колесо  Диаметр разгрузочного отверстия   7 Расчет мощности на валу центробежного насосаОпределяем механические потери в насосе  где  - потери мощности на трение наружной поверхности колеса с жидкостью. =1,08…1,1-коэффициент, учитывающий дополнительные потери на трение в подшипниках и сальниках. где  - потери мощности на трение боковых поверхностей дисков. - потери мощности на трение цилиндрической части обода. где  - число Рейнольдсаb- ширина цилиндрической поверхности обода.   Подводимая к насосу мощность  Принимаем трехфазный асинхронный двигатель 4АМ132S4Y3 ТУ 16-525.564-84 мощностью 30 кВт; частотой вращения 2900  Механический КПД насоса  8. Расчет на прочность основных элементов центробежного насоса. 8.1 Расчет вала. 8.1.1 Расчет внешних нагрузок Определяем осевое усилие:  где  - осевое усилие, Н; - сила действующая на диск колеса, Н;  - сила, действующая на торец вала, Н; - сила, обусловленная давлением потока всасываемой жидкости на колесо.  где  - максимальная вакуумметрическая высота всасывания где  = 101 - атмосферное давление, Па; = 1,15…1,3 – коэффициент запаса; - критический кавитационный запас. где с=675 – кавитационный коэффициент быстроходности.   Определяем радиальное усилие  где k=0,36 – коэффициент для максимального значения радиальной силы;  - ширина колеса на выходе. где  - ширина лопатки на выходе; ,  - толщина дисков колеса м. Определяем усилие от массы рабочего колеса  где  - плотность материала рабочего колеса, для бронзы – 8700   - объем материала рабочего колеса  .  где  - объем, описанный ступицей,   - объем диска колеса, .  - объем покровного диска,  где k – коэффициент, учитывающий конусность покровного диска   - объем лопаток рабочего колеса,  где  - толщина лопатки, принимаемая равной 0,8 от толщины диска колеса.   - объем посадочного отверстия,  Определяем усилие от массы полумуфты  где m – масса полумуфты, кг  Т.к. масса рабочего колеса менее 10 кг (  ) и частота вращения до 3000 об/мин то влиянием остаточной динамической неуравновешенностью и величиной  можно пренебречь и не вводить в дальнейший расчет. 8.1.2 Расчет статической прочности вала.  Рис.5. Расчетная схема вала консольного насоса - проекция радиальной нагрузки  на вертикальную плоскость (z) где - угол действия радиального усилия, равный  .  - проекция радиальной нагрузки на горизонтальную плоскость (у).  - реакции опор А и В на вертикальную (z) и горизонтальную (у)плоскости.  - длины участков вала.Определяем по уравнениям статики реакции опор   Определяем результирующие реакции опор по теореме Пифагора  Определяем изгибающий момент в опасном сечении   полный изгибающий момент  Определяем нормальные рабочие напряжения в опасном сечении  где  - полный изгибающий момент,  ;- осевое усилие, Н; - диаметр опасного сечения вала, м. Определяем рабочие касательные напряжения в опасном сечении вала  Определяем предельно допустимые напряжения в опасном сечении  где   - пределы текучести материала вала по нормальным и касательным напряжениям, Па. =0,82 - коэффициент, учитывающий влияние характерных размеров(диаметра) вала на его прочность.  Определяем коэффициент запаса статической прочности в опасном сечении от действия нормальных напряжений  от действия касательных напряжений  от совместного действия нормальных и касательных напряжений   Проверяем выполнение условия прочности  где  =1,4 – допустимое значение коэффициента запаса статической прочности. Условие прочности выполняется. |
