Характеристика насоса
Расчет конструкции и основных параметров насоса
Определение коэффициента быстроходности:
ns
= 3.65n
(17)
ns
= 3.65*2900
(тихоходное колесо)
Расчет коэффициентов полезного действия:
объемный к.п.д.
η0
=
(18)
η0
=
гидравлический к.п.д.
ηг
=
,
(23)
где Dпр – приведенный диаметр, мм, который рассчитывается:
Dпр
=
(19)
Dпр
=
мм
ηг
=
механический к.п.д. принимается ηм = 0,93;
Рассчитывается полный к.п.д.
η= η0* ηг* ηм (20)
η= 0,95* 0,966* 0,93=0,85
Мощность на валу насоса в кВт:
(21)
кВт
Крутящий момент на валу, кгс*см:
М =
(22)
М =
кгс*см
Допускаемое напряжение кручения принимается равным τдоп = 150 кгс/см2, и с его помощью рассчитывается диаметр вала, мм:
(23)
мм,
принимается
= 9
мм
Также рассчитывается диаметр ступицы, мм:
(24)
2*8
= 18 мм.
и длина ступицы, мм:
(25)
= 1,5*18 = 27 мм.
Диаметр рабочего колеса на входе равен (мм) :
D1
(26)
D1
мм.
Далее следует расчет скоростных характеристик на входе в колесо:
окружная скорость, м/с:
(27)
м/с
меридиональная составляющая абсолютной скорости, м/с:
(28)
м/с
Скорость потока перед входом на лопатки с0 принимается близкой с1, поэтому условно можно считать их равными.
с0=с1=
Задавшись углом атаки лопасти i = 40, определяется угол лопасти на входе в рабочее колесо:
(29)
Коэффициент стеснения входного отверстия μ = 0.9. На основании этого рассчитывается ширина лопасти на входе, мм:
(30)
Угол лопасти на выходе из рабочего колеса принимается равным β2 = 200.
Определяется окружная скорость на выходе из рабочего колеса:
(31)
м/с
Диаметр рабочего колеса на выходе, мм:
(32)
мм.
Ширина лопасти на выходе из рабочего колеса:
(33)
мм.
Число лопаток рабочего колеса:
(34)
Осевая сила:
(35)
где ω – угловая
скорость вращения вала, ω =
,
1/с
ω =
1/с
Затем рассчитываются кавитационные характеристики насоса:
кавитационный запас, м:
Нкав
=
(36)
где р0 – давление всасывания, р0 = 105 Па;
рнас – давление насыщенного водяного пара при 200С, рнас = 2340 Па.
Нкав
=
м.
Рассчитывается критическая высота всасывания:
Нкр
= Нкав-10
(37)
где Ск – коэффициент, определяющий стойкость насоса к кавитационным явлениям, принимается Ск = 1000.
Нкр
= 9,96-10
Пересчет рабочих характеристик.
Действительные характеристики рассчитываются по формулам подобия насосов:
(38)
(39)
;
(40), (41)
Диапазон по производительности насоса делится на десять интервалов с определенным шагом, составляется таблица 1, в которую заносятся значения напора, к.п.д. и мощности, соответствующие данному интервалу по производительности для стандартного насоса.
D2 = 132 мм, D`2 = 130,88 мм
Таблица 2 – Пересчитанные характеристики насоса
Q`, м3/ч |
H`,м |
|
|
0 |
21.63 |
0 |
0.48 |
2.436902 |
21.82 |
23.00 |
0.67 |
4.873804 |
22.02 |
38.00 |
0.77 |
7.310706 |
21.82 |
48.00 |
0.96 |
9.747608 |
21.63 |
55.00 |
1.05 |
12.18451 |
20.84 |
60.00 |
1.15 |
14.62141 |
20.65 |
62.00 |
1.25 |
17.05831 |
19.66 |
63.00 |
1.44 |
19.49522 |
18.68 |
63.00 |
1.53 |
21.93212 |
16.71 |
64.00 |
1.63 |
24.36902 |
15.73 |
64.00 |
1.72 |
%
,
кВт№ |
Q, м3/ ч |
Н, м |
η, % |
N, кВт |
1 |
0 |
22 |
0 |
0.5 |
2 |
2.5 |
22,2 |
23 |
0.7 |
3 |
5 |
22.4 |
38 |
0.8 |
4 |
7.5 |
22.2 |
48 |
1 |
5 |
10 |
22 |
55 |
1.1 |
6 |
12.5 |
21.2 |
60 |
1.2 |
7 |
15 |
21 |
62 |
1.3 |
8 |
17.5 |
20 |
63 |
1.5 |
9 |
20 |
19 |
63 |
1.6 |
10 |
22.5 |
17 |
64 |
1.7 |
11 |
25 |
16 |
64 |
1.8 |
12 |
27.5 |
14.5 |
63 |
1.8 |
13 |
30 |
13 |
62 |
1.9 |
График действительных характеристик насоса:
Отдельно приведен график мощности:
