3.1Ориентировочный расчет рабочего колеса.

Коэффициент быстроходности:

где Q – максимальный расход, м³/с; n – частота вращения, об/мин; Н – напор насоса, соответствующий Q, м.

n_s= 87,58 следовательно тип колеса – нормальное.

Объемный КПД:

где а – коэффициент, который принимаем для практических расчетов равным а=0,68.

Приведенный диаметр:

Гидравлический КПД:

Принимаем значение механического КПД равным .

Полный КПД насоса:

Мощность на валу:

где - плотность воды.

Крутящий момент на валу:

Определение окружной скорости, числа лопаток и геометрических размеров колеса

Диаметр вала:

где М – крутящий момент, ; - допускаемое напряжение кручения, которое мы принимаем равным .

Диаметр ступицы:

Диаметр входа на рабочие лопасти:

Длина ступицы:

Окружная скорость на входе в каналы рабочего колеса:

Скорость входа в рабочее колесо при :

Из входного параллелограмма скоростей, пологая, что , получаем:

где - угол входа.

Конструктивный угол лопасти на входе получаем, принимая значения угла атаки :

где - угол лопасти.

Принимая коэффицент стеснения входного сечения межлопаточных каналов , из уравнения расхода определим ширину лопасти на входе:

Конструктивный угол лопасти на входе получаем, принимая значения угла атаки :

Для расчетов выходных элементов колеса удобно принять угол потока и вычислить необходимую окружную скорость на выходе колеса по формуле:

где

Определим диаметр колеса на входе:

Ширина лопасти на выходе при условии составляет:

Количество лопаток рабочего колеса определяется по формуле:

где

Выбираем число лопаток .

3.2Уточненный расчет колеса.

Значение скорости входа в рабочее колесо можно определить по формуле С.С.Руднева:

Величину 0,07 принимаем для консольных насосов.

Мощность на валу насоса:

Определяем диаметр вала:

Диаметр втулки:

Определим размер из уравнения неразрывности:

Определяем положение входной кромки лопасти, т.е. :

Для коэффициента быстроходности получаем:

Определяем ширину лопасти на входе :

Определяем наружный диаметр:

Определим ширину колеса из равенства площадей входа и выхода :

Окружная скорость на входе в канал рабочего колеса равна:

Меридиональная скорость:

где - коэффициент стеснения на входе.

А)Угол потока при входе на лопатки:

Относительная скорость потока на входе в рабочее колесо:

Относительная скорость потока на входе на лопатки:

По полученным значениям можно построить треугольник скоростей на входе:

Б) Угол потока лопасти на выходе:

Принимаем при коэффициенте быстроходности угол потока лопасти на выходе .

Определяем число лопаток:

где - коэффициент, принимаемый для литых рабочих колес.

Принимаем число лопаток .

Шаг лопастей на входе:

Толщина лопасти вдоль окружности :

Толщина лопаток на входе :

Принимаем S=2мм

Окружная скорость на выходе:

Меридиональная скорость :

Найдем эмпирический коэффициент :

где - коэффициент, принимаемый для центробежных насосов с направляющим аппаратом.

Определим поправку, учитывающую влияние конечного числа лопастей :

Эту поправку используем для определения теоретического напора при бесконечном числе лопаток:

Из уравнения:

определяем:

Относительная скорость на выходе при бесконечном числе лопаток:

.

Проекция меридиональной скорости на окружную скорость:

Абсолютная скорость на выходе:

Относительная скорость на выходе:

Проверяем соотношение относительных скоростей на входи и на выходе:

Согласно графику зависимости условие выполняется.

По полученным значениям строим треугольник скоростей на выходе:

№№	Наименование параметра	Обозначение параметра	Значение параметра
			На входе (1)	На выходе (2)
	Диаметр		127 мм	319 мм
	Окружная скорость		9,62 м/с	24,23 м/с
	Меридиональная скорость		3,79 м/с	2,65 м/с
	Угол потока лопасти		21	32
	Относительная скорость		10,3 м/с	5,27 м/с
	Абсолютная скорость		3,79 м/с	19,85 м/с