МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»

Разработал ст.гр. КГПС-09 Алексеев Артём

Консультант Холоша Андрей Сергеевич

Руководитель проекта Гулин Валерий Валентинович

Донецк, 2012

Содержание

Реферат

Введение

1.Гидравлический расчет проточной части колеса.

1.1 Определение исходных данных для расчета колеса

1.2 Расчет основных размеров колес

1.3. Профилирование канала колеса в меридианном сечении.

1.4. Профилирование поверхности лопасти.

2.Расчет подвода

3.Расчет отвода.

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Гидравлическими называются машины, которые сообщают протекающей через них жидкости механическую энергию(насосы), либо получают от жидкости часть энергии и передают ее рабочему органу для полезного использования(гидродвигатель). Насосы являются одной из самых распространенных разновидностей гидромашин. Их применяют для различных целей, начиная от водоснабжения населения и предприятий и кончая подачей топлива в двигатели ракет. Гидродвигатели имеют большое значение в энергетике. На электростанциях используют разновидность гидродвигателей гидротурбины, которые преобразуют гидравлическую энергию реки в механическую энергию приводного вала генератора. Турбины используют и при бурении скважин.

Насосы и двигатели также используют в гидропередачах, назначение которых передача механической энергии от двигателя к исполнительному рабочему органу, а также преобразование вида движения и скорости последнего с помощью жидкости. Гидропередача состоит из насоса и гиродвигателя. Гидропередачи имеют ряд преимуществ по сравнению с механическими передачами и др.

В современной технике существует большое количество гидромашин. Наибольшее распространенные получили объемные и лопастные насосы и гидродвигатели. Объемные гидромашин (поршневые, шестеренные, аксиально-поршневые) работают за счет изменения объема камер, периодически соединяющимися с входным и выходными патрубками. Рабочим органом лопастных машин является вращающееся колесо, снабженное лопастями. Энергия передается путем динамического взаимодействия лопастей и жидкости. К лопастным насосам относят центробежные и осевые.

К наиболее распространенным лопастным гидродвигателям относятся радиально-осевые и осевые гидротурбины. Радиально-осевая гидротурбина принципиально не отличается по конструкции от центробежного насоса. Направление движения жидкости в ней и направления движения рабочего колеса в ней отличаются от центробежного насоса. Обе эти машины являются обратимыми и могут работать как в турбинном, так и в насосном режимах

1. Гидравлический расчет проточной части колеса

   1. Определение исходных данных для расчета колеса

Подача одного колеса (1, с.18)

Где Q –подача насоса, ;

I – число потоков.

Напор одного колеса

Где H – напор насоса, м;

z –число ступеней насоса.

Коэффициент быстроходности ступени

где n – частота вращения, об/мин.

Приведеный диаметр колеса

Гидравлический КПД ступени

Объемный КПД ступени

Внутренний механический КПД ступени

Механический КПД насоса с учетом потерь в сальниках и подшипниках

=0,91

Ожидаемый КПД насоса

Мощность на валу насоса

Где g – ускорения свободного падения .

Максимальная расчетная мощность на валу насоса

Где k – коэффициент свободного падения, м/с²

Момент оборотный

Диаметр вала

Диаметр втулки

1.2 Расчет основных размеров колес

Скорость потока в выходном отверстии

Расчетная подача колеса

Диаметр выходного отверстия колеса

Радиус средней точки кромки лопасти

Ширина канала в меридианном пересечении на выходе колеса

Переносная скорость средней точки входной кромки лопасти

Угол, отвечающий безударному входу потока на лопатку

Угол наклона лопасти на входе

Переносная скорость на выходе

Где ;

Диаметр наружной поверхности колеса

Ширина канала на выходе

Меридиональная составляющая с учетом стеснения потока

Коэффициент снижения напора из-за конечного числа лопастей

=0.639

Где ;

Теоретический напор при конечном числе лопастей

Принимаем толщину лопаток на входе и выходе из рабочего колеса

Переносная скорость на выходе из рабочего колеса во втором приближении

Диаметр наружной окружности во втором приближении

Коэффициент стеснения для второго приближения

Значение относительных скоростей

Получив элементы входа и выхода, строим планы скоростей на входе и выходе из рабочего колеса.

Рисунок 1 – план скоростей на входе в рабочее колесо.

Рисунок 2 – план скоростей на выходе из рабочего колеса.