4) Подбор осевого насоса.

Осевой насос

Промышленность выпускает осевые насосы:

• с жестко закрепленными лопастями, установленными под необходимым углом разворота по требованию заказчика на заводе;

• с лопастями, угол которых можно изменять при остановленном агрегате;

• с лопастями, угол которых можно изменять, не останавливая агрегат.

Рабочее колесо осевого насоса

В каталогах характеристики по осевым насосам приводятся в виде семейства кривых H-Q. Каждая кривая H-Q –это напорная характеристика насоса при конкретном угле установке лопастей - . Кривые КПД ( ) и кавитационнго запаса ( ) приводятся в виде изолиний - рис. .

Последовательность нахождения угла установки лопастей -  и построения характеристик насоса:

1. по каталогу подбираем насос, наиболее близко отвечающий расчетным подаче и напору.

2. наносим на поле характеристики насоса расчетную точку С с координатами Q_рас и H_рас.

3. определяем угол установки лопастей - . Он указан вблизи каждой кривой семейства характеристик насоса H-Q. При расположении расчетной точки непосредственно на кривой H-Q- угол  обусловливается конкретным значением для этой кривой. Если точка С оказалась между кривыми Н-Q – то через нее конгруэнтно проводят кривую H-Q и интерполированием, используя значения углов  соседних кривых Н-Q, находят угол  для вновь построенной кривой Н-Q.

4. перестраиваем характеристики насоса H-Q для конкретного угла установки лопастей  в увеличенном масштабе. Изолинии КПД реорганизовываем в формат . Для этого находим точки пересечения изолиний КПД с вновь перестроенной характеристикой насоса Н-Q. По значениям  и Q в этих точках строят кривую . Изолинии кавитационнго запаса h также реорганизовывают в формат . Перестроение выполняют аналогично изолиниям КПД - рис. .

Используя значения H, Q, и  для нескольких режимов работы насоса вычисляют мощность и на характеристики насоса строят кривую .

Рис.

5) Подбор насоса комбинированным способом.

Насос можно подбирать комбинированным способом при помощи обточки (центробежных насосов) или изменения угла установки лопастей (осевые насосы) с последующим изменением частоты вращения.

6) Проектирование нового насоса моделированием.

Если подобрать насос из серийно выпускаемых промышленностью не удалось, прибегают к специальному заказу нового насоса. Размеры нового насоса и его характеристики устанавливают по закону динамического подобия:

; ; ; ;

где:

- коэффициент подобия частот вращения;

- коэффициент геометрического подобия.

Коэффициент полезного действия пересчитывается по полуэмпирической зависимости:

За модель принимаем насос, который ближе всего по напору и подаче, а также конструкции отвечает расчетным данным. За натурный насос принимаем вновь проектируемый насос.

Из закона динамического подобия следует

,

где:

Q_м, Н_м – соответственно подача и напор модельного насоса. Определяется по характеристике модельного насоса для режима максимального КПД.

Частота вращения и характерные линейные размеры проектируемого насоса вычисляются по зависимостям:

,

где:

n_м –паспортное значение частоты вращения модельного насоса

D_м – любые характерные линейные размеры модельного насоса.

Если не удалось увязать полученную частоту вращения проектируемого насоса (n_н) с частотой вращения (n) серийно выпускаемых промышленностью электродвигателей, то расчет повторяют с новыми значениями Q_м, Н_м. Новые значениями Q_м, Н_м выбирают по характеристике модельного насоса, вблизи режима максимального КПД. Снижение КПД не должно превышать 2% от максимальной величины. Расчет повторяют до тех пор, пока не получают необходимую частоту вращения.

Размеры натурного насоса получаем путем пересчета соответствующих размеров модельного насоса по зависимости .

Характеристики нового насоса пересчитываем по формулам:

, , , ,

Применим только для центробежных насосов. Широко применяется в связи с тем, что при обточке можно значительно изменить параметры насоса, практически не снижая КПД. Обточка рабочего колеса приводит только к уменьшению параметров. Повысить напор и подачу насоса при помощи обточки нельзя. Допустимый процент обточки рабочего колеса зависит от быстроходности насоса.

где

n — частота вращения (об/мин);

Q —подача (м³/с);

Н — напор (м)

Q и H при максимальном КПД.

ns,об/мин.	% обточки
60…120	20…15
120…100	15…10
200…300	10…5

Для определения процента обточки и определения нового диаметра рабочего колеса применяют формулы:

а) если быстроходность насоса меньше 200 об/мин:

Формулы не имеют отношение к закону подобия, т.к.в целом не соблюдается геометрическое подобие.

б) если быстроходность насоса больше 200 об/мин:

По эти формулам строится кривая соответствия диаметров.

По параметрам точки Е определяют новый диаметр

Определяют процент обточки:

и сравнивают с допустимым.

Далее пересчитываются характеристики насоса:

— от обточки не зависит;

— зависит от быстроходности и процента обточки.

При = 60…120 каждые 10 % обточки дает снижение КПД на 1 %. При > 120 каждые 4 % обточки дает снижение КПД на 1 %.

Обточки подлежит только базовое колесо, т.е. колесо большего диаметра.