3.3 Определение мощности на привод водокольцевого вакуумного насоса

Определяем потребную мощность на привод вакуумного насоса

где - давление, Па;

- быстрота действия насоса,

- коэффициент полезного действия.

Значение быстроты действия насоса в международной системе единиц (СИ) проектируемого насоса составляет

3.4 Определение радиуса ротора

Радиус ротора определяем из теоретического выражения быстроты действия насоса по расчетному значению быстроты действия насоса и заданным значениям частоты вращения его ротора и эксцентриситета

Откуда . Длина ротора насоса принимается в пределах . Принимая длину ротора равной радиусу ротора, получим . Отсюда

Тогда, с учетом изложенного, длина ротора также равна 170 мм ).

3.5 Определение диаметра вала ротора

Определим диаметр вала насоса исходя из расчетной мощности и крутящего момента, а также допускаемых значений напряжений. Крутящий момент равен

Тогда диаметр вала

.

Где – крутящий момент, Нм;

- допускаемое напряжение.

3.6 Определение числа лопаток ротора

Рациональное число лопаток определяем по формуле.

где – радиус ротора, м;

–толщина лопатки, м;.

Форму лопаток принимаем изогнутой. Изогнутая форма лопаток позволяет повысить коэффициент полезного действия ротора: большая мощность передается жидкостному кольцу.

3.7 Определение радиуса всасывающего окна лобовины насоса

Наружный радиус всасывающего окна должен быть равным радиусу внутренней поверхности жидкостного кольца. Его значение определяет отношение

где – радиус внутренней поверхности жидкостного кольца, м;

– радиус втулки ротора, мм;

– рабочее давление, кПа;

– эксцентриситет насоса, мм.

Для насоса при давлении 50 кПа радиус внутренней поверхности жидкостного кольца составит.

3.8 Определение радиуса всасывающего окна лобовины

Своевременное начало сжатия, нагнетания, обратного расширения и всасывания водокольцевого вакуумного насоса достигается в результате соответствующего расположения кромок всасывающего окна Малая площадь всасывающего окна, например, снижает быстроту действия насоса, а большая площадь – усиливает перетекание воздуха со стороны нагнетания на сторону всасывания. Поэтому положение кромок всасывающего окна выбирают, с одной стороны, из условия равенства давления воздуха в ячейке и всасывающем патрубке в начальный момент всасывания, и, с другой стороны, из условия достижения ячейкой максимального объема в момент ее разобщения с всасывающим патрубком. В настоящее время лучшие результаты получают лишь экспериментально. Рациональным методом представляется оптимизация параметров окон по длине его контура.

Очертание и размеры всасывающего окна расположили в пределах угла поворота, при котором ячейка перестает соединяться со всасывающим патрубком при наибольшем ее наполнении воздухом (рис. 3.2).

При угле (рис. 3.2) совершается процесс расширения воздуха, перенесенного из полости нагнетания. Рекомендуют принимать угол обратного расширения .

где – угол всасывания, рад;

– угол между нижней кромкой впускного окна и биссектрисой, рад;

– угол обратного расширения, рад;

– угол между лопатками, рад.

Рис. 3.2. Область воздушных потоков вакуумного насоса:

1 – внутренняя поверхность жидкостного кольца; 2 – втулка рабочего колеса; - радиус втулки колеса; - радиус внутренней поверхности жидкостного кольца; - эксцентриситет жидкостного кольца.

Минимальный полный угол всасывания для вакуумных насосов составил α=150 град.