3.4 Расчёт всасывающей линии

Целью расчёта всасывающей линии насоса является определение кавитационного запаса и сопоставление его с критическим кавитационным запасом, а также расчёт допустимой высоты всасывания.

, м

, Па

P₁-барометрическое давление.

Принимаем Р₂=760 мм. рт. ст.=101308 Па

-геометрическая высота всасывания, м.

-потери напора во всасывающей линии

м³/с

м/с

Определим критерий Рейнольдса

область гидравлически шероховатых труб.

Определим  по формуле:

Сумма местных сопротивлений во всасывающей линии равна:

= _входа + _сетки + _{обр. клапан} + р_вент+ q_{поворот на 90}⁰ + _вых

_входа= 0,5 1 стр.494 Таблица 

_сетки= 4,55, принимаем _сетки= 5

_{обр. клапан}= 1,4

_вент= 5,3 1 стр.496 Таблица 

_{поворот на 90}⁰= 1,1 1 стр.496 Таблица 

_вых= 1  1 стр.495 Таблица 

р=1

q=3

()_вс= 0,5+5+1,4+5,3+31,1+1=16,5

м

, Па

Па

Па

, м

м

Допустимая высота всасывания, т.е. высота расположения насоса под уровнем жидкости в приёмном резервуаре, определяется по формуле:

, м

- кавитационная поправка, м

Принимаем n= 4500 об/мин

м

Р_н.п - давление насыщенного пара рабочей жидкости, Па

При t=20⁰С, Р_н.п=2380 Па 1 стр.511 Таблица XXXVIII

м

Кавитационный запас или превышение полного напора жидкости во входном патрубке насоса под давлением её насыщенного пара равен

, м

-скорость жидкости во всасывающей линии, м/с

-давление насыщенного пара рабочей жидкости, Па

-давление во всасывающей полости насоса, Па

м

Критический кавитационный запас или уменьшение высоты всасывания, необходимое для предотвращения кавитации, определим по формуле:

-критерий кавитационного подобия

Принимаем

м

2,13 < 7,38

3.5 Гидравлический расчёт рабочего колеса

Целью расчёта является определение размеров основных элементов рабочего колеса. Исходными данными являются: подача, Q (м²/с); напор, Н (м); частота вращения, n (об/мин).

Определим конструктивный тип насоса по коэффициенту быстроходности

Принимаем 4500 об/мин

Определим объёмный К.П.Д.

Коэффициент Q зависит от отношения между диаметром D₁ и диаметром D₂.

Принимаем Q=0,68

Определим гидравлический К.П.Д.

где

-приведённый диаметр на входе, м

-диаметр рабочего колеса на входе, м

, м

-диаметр ступицы, м

Приближённый диаметр определим по формуле:

, м

м

Общий К.П.Д. насоса

где

-механический К.П.Д. насоса

Принимаем

Мощность на валу

, кВт

-плотность воды.

кг/м³

КВт

Крутящий момент на валу насоса

кгссм

Из условия скручивания определяем диаметр вала:

, м

Вал насоса работает в основном на скручивание моментом , но частично нагружен поперечными силами, поэтому допускаемое напряжение кручения принимаем пониженным.

кгс/см²

Принимаем кгс/см²

м

Определим диаметр ступицы:

, м

принимаем

м

Длина ступицы:

, м

принимаем

м

Определим диаметр рабочего колеса

, м

м

Окружная скорость на входе в каналы рабочего колеса:

, м/с

м/с

Скорость жидкости на входе в рабочее колесо

, м/с т.к.

,

м/с

Из параллелограмма скоростей на входе в межлопастные каналы находим:

25,4⁰

Принимаем значение угла атаки 6 и определяем угол лопасти на входе:

Ширина лопасти на входе:

,

где

-коэффициент стеснения входного сечения кромками лопастей

м

Расчёт выходных элементов рабочего колеса.

Окружная скорость на выходе:

, м/с

-радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе

принимаем

м/с

Внешний диаметр рабочего колеса равен

, м

, м

Отношение диаметров должно лежать в пределах

Ширина лопасти на выходе

м

Определим число лопастей рабочего колеса

Здесь: ;

принимаем