3.5 Гидравлический расчёт проточной части центробежного насоса

3.5.1 Определение основных параметров

Исходные данные для расчёта: Q, H, n, , , _лоп., _упл., где Q – объёмный расход через проточную часть рабочего колеса, м³/час, Н – напор насоса, м, n – число оборотов, об/мин.,  - плотность теплоносителя, кг/м³,  - допустимое напряжение сжатия, кГ/см², _лоп. – толщина лопатки, мм, _упл. - зазор в уплотнении, мм [1].

Показатель (коэффициент) быстроходности

=

Угловая скорость

, [1/сек]

Приведенный диаметр рабочего колеса

, [м]

Гидравлический КПД насоса

, где D_1np в мм.

Теоретический напор

, [м]

Объёмный КПД насоса

e

Реальная подача

, [м³/сек]

Допустимая скорость теплоносителя в выходном сечении рабочего колеса, в первом приближении

, [м/сек]

Общий КПД насоса

, принимаем _мех = 0.96

Мощность, необходимая для перекачки теплоносителя

, [кВт]

с учётом перегрузки N_max = 1.1 N, [кВт]

Определение диаметра вала и втулки

Диаметр вала насоса

, [см]

где М = 97500 N/n; _кр = 150 кГ/см²; N, [кВт]; n, [об/мин]; d_в/100 [см].

Диаметр втулки

, [м]

3.5.2 Определение размеров входа в колесо

Диаметр входа в рабочее колесо

, [м]

Окружная скорость входной кромки рабочей лопатки

, [м/сек], где D₁ = 0.8D₀

Конечное значение

, [м/сек]

Принимаем .

Меридианная составляющая скорости на входном радиусе

где К₁ – коэффициент стеснения на входе, К₁  1.15.

Угол безударного входа

,

(_1,0 = ₁ - ;  = 20  25;  = 3  8).

После подстановки получаем

Ширина канала на входе

, [м]

3.5.3 Определение размеров выхода из колеса

Коэффициент окружной скорости на выходе из колеса

В первом приближении можно принять .

Окружная скорость на внешнем диаметре колеса

, [м/сек]

Внешний диаметр рабочего колеса

, [м]

Коэффициент стеснения на выходе из рабочего колеса

K₂ = 1.05  1.1

Меридианная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса

0.5 C₀  C_m2’  C₀

Принимаем C_m2’ = 0.8 C₀

Угол выхода определяем из зависимости

; ₁ = 20  25

после подстановки получаем

Принимаем

w₁/w₂ = 1

Число рабочих лопаток

Теоретический напор при z = 

, [м]

где ;

Окружная скорость (во втором приближении)

, [м/сек]

где

Диаметр выхода

, [м]

Ширина канала на выходе

, [м]

Коэффициент стеснения на выходе (проверка)

Сравнивая значения К₂ и К₂’, получаем 1,08 1, они не совпадают тогда проведя несколько итераций получим:

	Z	D2(м)	b2(м)
17.44	12	1.12	0.212

Коэффициент стеснения на входе (проверка)

Сравнивая значения К₁ и К₁’, получаем, что 1,15 0,999 тогда проведя несколько итераций получим:

b1(м)	D1(м)	Сm1	K1
0.244	0,7	11.766	1.326

Уточняем

, [м/сек];

, [м/сек]

Сравниваем . Получаем , тогда повторяем расчет с п.26 и получаем:

W₁=37.43 (m/c)

W₂=37.25 (m/c)

3.5.4 Расчет протечек через уплотнение рабочего колеса

, [м³/сек]

где  - коэффициент расхода; R_i – радиус колеса в месте уплотнения; b_i – радиальный зазор в уплотнении; - напор, теряемый в уплотнении.

; , [м]

, [м];

где b_i = b_упл.;  - коэффициент сопротивления трения ( = 0.04  0.06).

Протечки через лабиринтные уплотнения

, [м³/сек]

где , [м]; , [м²]

,

где возможно R_Л  R_i , b_Л  b_i.

Суммарные протечки через уплотнения в рабочем колесе

, [м³/сек]

Объёмный КПД (проверка)

Сравниваем _об’ и _об, если они не совпадают, то присваиваем _об’ := _об и расчёт повторяем, начиная с пункта 8.

Выводим на печать

D₁,D₂,b₁,b₂,_1,0,₁,₂,z,w₁,w₂,u,u₂, , ,K₁,K₂,Q_T,H_T,n_s,_об,_г,,С₀,d_в,d_вт,d₀,R_упл.,,Q_S,H_,H,N