Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт природных ресурсов

Направление подготовки (специальность) Нефтегазовое дело

Кафедра Транспорта и хранения нефти и газа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине Гидромашины и гидропневмопривод

на тему «Расчет и подбор центробежного насоса»

Выполнил студент гр.З-2Б21 ____________ Фамилия И.О.

Дата сдачи пояснительной записки преподавателю ________________ 2015 г.

Руководитель : д.ф.-м.н., профессор кафедры ТХНГ Медведев В.В.

_____________________ ________________________________

(Оценка руководителя) (Подпись)

_____ _____________ 2016 г.

(Дата проверки)

Курсовую работу студент Фамилия И.О. выполнил и защитил

(Ф.И.О.)

с оценкой ______________.

Члены комиссии: ________________________

________________________

________________________

_____ _____________ 20__г.

(дата защиты )

Томск 2016 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

«Национальный исследовательский томский политехнический университет»

Кафедра ТХНГ

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой______________А,В. Рудаченко

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

Студенту Краснопивцеву В.Е.

1. Тема курсового проекта «Расчет и подбор центробежного насоса»

2. Срок сдачи студентом готовой работы 10 декабря 2016 г.

3. Исходные данные к работе

Q, м3/час	Н , м	n , об/мин	рабочая среда 1	ρ1 кг/м3	рабочая среда 2	ρ2кг/м3	Тип насоса
20	18,8	2900	вода(+20)	1000	бензин	750	2К-6б

4. Содержание текстового документа (перечень подлежащих разработке вопросов)

1. Исходные данные

2. Расчет рабочих колес центробежного насоса.

3. Расчет спирального отвода центробежного насоса.

4. Подбор насоса в соответствии с исходными данными по каталогам.

5. Пересчет характеристик насосов на другие условия работы.

Цель курсовой работы – углубление и закрепление знаний, полученных в процессе изучения дисциплины «Гидромашины и гидропневмопривод»

Руководитель________________Медведев В. В.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные (вариант № 4) 4

2. Методика расчета рабочих колес центробежных насосов 4

3. Методика расчета спиральных отводов центробежных насосов 12

4. Подбор насоса в соответствии с исходными данными по каталогам 17

5. Пересчет характеристик насосов на другие условия работы 19

Расчетно-графическая работа «Расчет и подбор центробежного насоса»

1. Исходные данные (вариант № 4)

Q м3/час	Н м	n об/мин	рабочая среда 1	ρ1 кг/м3	рабочая среда 2	ρ2 кг/м3	Примечание
20	18,8	2900	вода(+20)	1000	бензин	750	2К-6б

2. Методика расчета рабочих колес центробежных насосов

2.1. Коэффициент быстроходности

, (2.1)

где Q – в м³/сек; Н – в м; n – об/мин.

2.2. Расчетная производительность насоса с учетом объемных потерь через концевые уплотнения

, (2.3)

где – объемный КПД (коэффициент подачи); обычно значение .

2.3. Приведенный входной диаметр рабочего колеса, м

(2.4)

где К_вх – коэффициент входа; – в м³/сек; n – об/мин,

• для первых ступеней К_вх = 4,1-4,5

Приведенный входной диаметр промежуточных ступеней:

2.4. Гидравлический КПД

, (2.5)

обычно значение , D_1пр – в мм.

2.5. Потребляемая мощность, Вт

(2.6)

где  - полный КПД насоса.

, (2.7)

где _мех = 0,8-0,98 – механический КПД.

2 .6. Крутящий момент на валу, кгс·см

(2.8)

г де

2.7. Диаметр вала

• для горизонтальных насосов

, (2.9)

где N - в кВт; n – в об/мин;

2.8. Диаметр втулки выбирают из конструктивных соображений

. (2.11)

2.9. Диаметр входного отверстия рабочего колеса, м

(2.12)

2.10. Диаметр рабочего колеса предварительно, м

• - для n_S < 100; (2.13)

2.11. Ширина рабочего колеса на выходе предварительно, м

• - для n_S ≤ 100; (2.15)

2.12. Диаметр входа на лопатки рабочего колеса, м

(2.17)

2.13. Скорость жидкости на входе в рабочее колесо, м/с

. (2.18)

2.14. Расходная составляющая абсолютной скорости жидкости при входе на лопатки рабочего колеса, м/с

(2.19)

где ₁ – коэффициент загромождения потока лопатками на входе в рабочее колесо, задается ₁ = 0,83 – 0,91.

2.15. Окружная скорость рабочего колеса на диаметре D₁ , м/с

(2.20)

2.16. Угол потока при входе на лопатки рабочего колеса, град

(2.21)

2.17. Угол установки лопаток на входе в рабочее колесо, град

, (2.22)

где i₁ - угол атаки, задаваемый в пределах i₁ = 5 - 10.

2.18. Окружная скорость рабочего колеса на выходе, м/с

(2.23)

2.19. Угол установки лопаток на выходе из рабочего колеса ориентировочно определяется по формуле

, (2.24)

где W₁/W₂ = 1 для n_S ≤ 100;

коэффициенты загромождения ₁ ≈ ₂ = 0,83 – 0,87;

отношение С_r2/C_r1 = 0,8 – 1,1.

Углом β_л2 можно также задаться по следующим рекомендациям [1]

Таблица 2.1

nS	40	100	200	300
βл2, град	30-36	25-30	20-22	15-20

Для получения стабильной характеристики принимаем угол

2.20. Число лопаток рабочего колеса

, (2.25)

где К = 6,5 – для литых рабочих колес.

2.21. Коэффициент загромождения потока лопатками на выходе из рабочего колеса

, (2.26)

где ₂ – толщина лопаток рабочего колеса:

• для литых рабочих колес ₂ = (0,015-0,018)D₂;

• 

2.22. Расходная составляющая абсолютной скорости жидкости на выходе из рабочего колеса, м/с

. (2.27)

2.23. Теоретический напор рабочего колеса, м

(2.28)

2.24. Теоретический напор рабочего колеса при бесконечном числе лопаток, м

(2.29)

где  - коэффициент уменьшения теоретического напора, определяемый по формуле К. Пфлейдерера

, (2.30)

2.25. Уточненное значение окружной скорости рабочего колеса при отсутствии закрутки потока при входе на лопатки (С_u1 = 0) , м/с

. (2.31)

Если полученное значение U₂ отличается от ранее полученного по формуле (2.23) более чем на 1%, следует произвести перерасчет, задавшись другими значениями углов β_л2, количеством лопаток z_л .

2.26. Окружная составляющая абсолютной скорости жидкости на выходе из рабочего колеса, м/с

(2.32)

2.27. Угол выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении

. (2.33)

2.28. Безразмерные коэффициенты

2.28.1. Коэффициент полезного напора

, (2.34)

ориентировочные значения _п приведены в табл. 2.2 в зависимости от коэффициента быстроходности.

Таблица 2.2

nS	до 40	40-60	60-100	100-200	150-350	400-600	600-1000	1000-2000
п	1,0-1,2	1,0-1,1	0,9-1,0	0,6-0,9	0,6-0,7	0,4-0,6	0,2-0,4	0,06-0,16

2.28.2. Коэффициент производительности

. (2.35)

2.29. Расчет профиля лопаток в радиальной плоскости

• радиус средней линии лопатки

; (2.36)

• радиус центров окружностей лопаток

. (2.37)

2.30. Построение эскиза рабочего колеса насоса.

По выполненным расчетам основных размеров рабочего колеса построить его эскиз (рис. 2.2) в масштабе в соответствие с рис. 2.1.

Рис. 2.1. Основные размеры рабочего колеса