5 Расчет и построение напорно расходной характеристики насоса

Эта характеристика представляет собой зависимость между расчетными производительностью Q и напором Н. Она получается на основании использования зависимости Н_∞ = f ( Q ) из теории центробежного насоса с учетом определяемых расчетным путем объемных и гидравлических потерь.

Расчет и построение характеристик ведется по нескольким точкам для различных производительностей. В данном курсовом проекте принимаем 6 точек, включая нулевую производительность. Расчет сводим в табл. 11.

Последовательность расчета:

1. Определяем теоретическую расчетную производительность насоса по формуле:

(5.1)

где Q – производительность насоса по заданию на курсовой проект, м³/ч; η₀ – объемный КПД насоса, полученный по формуле 4.12.

2. Заготавливается форма расчетной таблицы (см.табл. 11).

3. Определяется теоретическая производительность Q_ti для каждого режима работы насоса по следующим соотношениям :

Режим работы	№1	Qt1=0,00
	№2	Qt2=0,25∙Qtp
	№3	Qt3=0,50∙Qtp
	№4	Qt4=0,75∙Qtp
	№5	Qt5=1,00∙Qtp
	№6	Qt6=1,25∙Qtp

Результаты расчета заносим в табл. 11.

4. Определяется теоретический напор , м , для колеса с бесконечным числом лопаток H_t∞ для первого режима (Q_ti=0) по формуле:

(5.2)

где U₂ – окружная скорость на выходе (см. гидравличе­ский расчет); g – ускорение свободного падения g = 9,81 м/с².

Таблица 11 – Расчет напорно-расходной характеристики

1 №№ режимов	1	2	3	4	5	6
2 Qti/Qtp	0,00	0,25	0,50	0,75	1,00	1,25
3 Hti
4 (Qti/Qtp)2
5 hri
6 Hlˈ=Hti-hri
7 hyi
8 Hi=f(ηp)= Hiˈ- hyi

4. Выбираются масштабы производительности и напоров с таким рас­четом, чтобы график характеристики имел размеры не менее 250x250 мм и не более 350x350 мм. Строим координатную сетку (см.рис. 12).

5. На координатную сетку наносится точка «a», соответствующая H_t∞

Рисунок 12 – Построение расчетной напорно-расходной характеристики

4. Определятся расчетный теоретический напор для колеса с конечным числом лопаток H_t5 при Q_t5=Q_p по формуле:

,

(5.3)

где Н – напор, развиваемый насосом по заданию на курсовой проект; η_r – гидравлический КПД (см.гидравлический расчет).

Наносим точку «в» соответствующую Q_t5, H_t5.

4. Определяется расчетный теоретический напор для колеса с бесконечно большим числом лопаток H_t∞5 для расчетной теоретической производительности Q_t5=Q_p по формуле:

(5.4)

где H_t5 – теоретический напор при конечном числе лопаток м.в.ст.; K – коэффициент потерь напора на циркуляцию жидкости в межлопаточном канале (см.гидравлический расчет насоса).

Наносим точку «c» соответствующую Q_t5 и H_t∞5.

4. Через точки «а» и «с» проводится прямая линия графика H_t∞=f(Q_t).

5. Определяется H_t1 при Q_t1=0 по формуле:

,

(5.5)

где K – коэффициент потерь напора на циркуляцию жидкости; H_t∞1 – теоретический напор, определенный по формуле 5.2 .

Наносим на координатную сетку точку «d», соответствующую Q_t1=0 и H_t1.

4. Через точки «d» и «в» проводится прямая линия графика H_t=f(Q_t).

5. С графика снимаются значения H_t для всех режимов и вносятся в таблицу.

6. Находятся значения (Q_ti/Q_tp)² и вносятся в табл. 11.

7. Для каждого режима определяются гидравлические потери по фор­муле:

(5.6)

Результаты расчета вносятся в таблицу.

4. Строится график h_r=f(Q_t).

5. Строится вспомогательный график напора H_i^/=f(Q_t) для чего при каждом значении Q_ti находится ордината H_i^/ по формуле:

(5.7)

Результаты вносятся в таблицу.

4. Для каждого режима определяются потери напора на удар жидкости при входе на рабочее колесо по формуле:

(5.8)

где Н – напор, развиваемый насосом (по заданию),м.в.ст; К – коэффициент потерь на циркуляцию; U₂ – окружная скорость на выходе, м/с; Q – коэффициент, представляющий отношение напора, развиваемого насосом при закрытом клинкете Н_{З k,} к напору, развиваемому насосом H по заданию:

(5.9)

Коэффициент «а» у насосов составляет 0,9-1,3. Значение «а» в расчетах рекомендуются следующее:

- для тихоходных насосов – 0,9-1,0

- для средней быстроходности – 1,0-1,1,

- для быстроходных – 1,2-1,3

4. Результаты расчета h_yi вносятся в таблицу, строится график:

4. Строится вспомогательный график H=f(Q_i). Для получения ординат ,м, этого графика используется формула:

(5.10)

4. Строится график H=f(Q). Для этого проводится ряд вспомогательных горизонтальных линий. На каждой линии из абсциссы графика H=f(Q_t), отнимаем постоянную величину объемных потерь (протечек) Q_пр, рассчитанную по формуле для теоретической расчетной производительности. Через полученные точки проводится искомый график H=f(Q), который представляет расчетную напорно-расходную характеристику. Этот график на чертеже нужно выделить либо увеличенной толщиной линии, либо используя цветное изображение.