4.2. Расчёт системы уравновешивания с разгрузочным диском.

Расчет системы уравновешивания с разгрузочным диском (рис. 4.3) заключается в выборе размеров разгрузочного диска, определения перепада давлений на диске и расхода жидкости через систему уравновешивания, нахождения размеров уплотнения перед диском и размеров трубки, отводящей жидкость из камеры за диском во всасывающий патрубок насоса.

Расчёт производится из условия равновесия ротора, т.е. , при нормальном состоянии уплотнений.

4.2.1.Задаются наружным диаметром диска так, чтобы он был несколько меньше наружного диаметра рабочих колёс, примерно , мм.

4.2.2. Задавшись удельным давлением на рабочую поверхность диска в пределах , Па, определяют внутренний диаметр диска

,

4.2.3 Величина перепада давления на разгрузочном диске определяется из уравнения равновесия ротора

,

где коэффициент _н определяется из допущения, что давление P₄ в камере перед диском постоянно, а вдоль осевого зазора между диском и корпусом - изменяется по линейному закону

,

где  - коэффициент, принимаемый в пределах 0,15÷0,25.

4.2.4 Величина утечки жидкости через систему уравновешивания находится по уравнению

,

где _д - коэффициент расхода осевой щели вычисляется по формуле

,

где  - коэффициент гидравлического сопротивления щели может быть принят для плоской щели в пределах =0,04÷0,06;

- осевой зазор дисковой щели принимается из соотношения .

4.2.5 Длина щели радиального зазора l во втулке вала перед диском находится из уравнения расхода

,

где коэффициент расхода определяется по формуле

,

- радиальный зазор щели, принимаемый равным зазору в уплотнении колеса из соотношения или мм;

(P₃-P₄) - перепад давления в щели равен

(P₃-P₄) = (P₂-P₅) - (P₂-P₃) - P_д,

Давление P₅ в камере за разгрузочным диском принимают обычно не более (5-8)·10⁵ Па, чтобы обеспечить нормальную работу сальника. Давление за последним колесом насоса определяется по формуле

,

где - давление перед первым колесом насоса, в Па;

- полный напор ступени, Дж/кг;

- число ступеней;

- cтатистический напор последней ступени, определяемый по выражению

,

Перепад давлений (P₂-P₃) определяется из выражения

P₂-P₃= ,

4.2.6 Длина трубки L_m , отводящей жидкость из разгрузочной камеры в приёмный патрубок насоса, зависит от размеров насоса и принимается конструктивно на основании эскиза продольного разреза насоса. Диаметр этой трубки d_m определяется из уравнения расхода жидкости через трубку

,

4.2.7 Определяем величину удельного давления на рабочую поверхность диска при аварийном износе уплотнений рабочих колёс

,

Величина не должна превышать давление (50-70)10⁵ Па, допускаемого для упорных подшипников (пят) при трении стали по бронзе, что имеет место в разгрузочных устройствах судовых насосов.

5. Потери в центробежных насосах. Полный к.П.Д. Насоса.

Все потери энергии в насосе делятся на три вида: гидравлические, объёмные и механические и характеризуются соответствующими к.п.д. насоса.

Полный к.п.д. насоса равен произведению гидравлического, объёмного и механического к.п.д.

,

Полный к.п.д. насоса можно определить также из выражения