Ход расчёта

Расчёт ведётся для оптимального режима, полагая, что при этом режиме углы потока совпадают с конструктивными углами рабочего колеса.

1. Строится треугольник скоростей на входе в рабочее колесо (рисунок 6) по углам β1к = β1 и окружной скорости U1:

(5.1)

Рисунок 6 – Треугольник скоростей на входе в рабочее колесо M(1:1)

2. Расход жидкости внутри колеса:

, (5.2)

где C1m – меридиональная скорость на входе, определяемая по треугольнику скоростей на входе (рисунок 6), м/сек;

F1 – площадь проходного сечения рабочего колеса на входе, м2:

(5.3)

3. Производительность насоса при оптимальном режиме:

(5.4)

4. Строится план скоростей на выходе жидкости из рабочего колеса (рисунок 7) по скоростям и углу .

Окружная скорость:

(5.5)

Меридиональная скорость на выходе из колеса:

, (5.6)

где - площадь проходного сечения рабочего колеса на выходе, м2

(5.7)

Окружная составляющая относительного межлопаточного вихря определяется по формуле А.Стодола:

(5.8)

Рисунок 7 – Треугольник скоростей на выходе из рабочего колеса M(1:1)

м/с; м/с; м/с

5. Вычисляется удельная работа лопаток:

, (5.9)

где С2u – проекция абсолютной скорости С2 на окружную. Определяется по треугольнику скоростей на выходе.

Полезная удельная работа насоса:

; (5.10)

Полезный напор насоса:

, (5.11)

где м/с2

.

6. Вычисляется коэффициент быстроходности насоса для оптимального режима:

(5.12)

7. Уточнённые коэффициенты полезного действия при оптимальном режиме:

ηо = 0,97 – уточнённый объёмный КПД;

ηг = 0,96 – уточнённый гидравлический КПД;

ηд = 0,96 – уточнённый дисковый КПД;

ηм = 0,97 – уточнённый механический КПД.

Уточненная производительность при оптимальном режиме:

Полезная удельная работа насоса:

Полезный напор насоса:

8. Мощность на валу насоса

Используя уточнённые значения Q и Li, определяем мощность на валу насоса:

, (5.13)

где - общий КПД насоса (уточненный):

(5.14)

9. Построение комплексной характеристики насоса при работе на воде.

Зная коэффициент быстроходности ns, находим по рисункам 9, 10, 11, соответствующие данному насосу кривые в относительных координатах.

Номера у кривых на рисунке 8, 9, 10, соответствуют:

1 – ns = 40÷80;

2 – ns = 80÷150;

3 – ns = 150÷300;

4 – ns = 300÷600;

5 – ns – более 600.

Значения берем по кривой №2,так как ns=94,35

Требуется построить эти кривые в размерных координатах. Для чего необходимо относительные координаты умножить на соответствующие значения рассчитанных выше оптимальных параметров насоса. Для удобства значения в относительных и размерных координатах свести в таблицу 4.

Рисунок 8 – Зависимость Q-H в относительных величинах

Рисунок 9 – Зависимость Q-N в относительных величинах

Рисунок 10 – Зависимость Q-η в относительных величинах

Таблица 6 – Значения Q, H, N, для постройки комплексной характеристики насоса при работе на воде

Относительные координаты	Q	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2
	H	1	1,1	1,16	1,14	1,12	1	0,85
	N	0,52	0,65	0,75	0,8	0,9	1	1,1
		0	0,35	0,62	0,82	0,96	1	0,92
Размерные координаты	, м3/сек	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
	, м	78,4	86,24	90,944	89,376	87,808	78,4	66,64
	, кВт	21,06	26,325	30,375	32,4	36,45	40,5	44,55
		0	0,3045	0,5394	0,7134	0,8352	0,87	0,8004

Используя полученные значения, строим комплексную характеристику насоса при работе на воде.

Рисунок 11 - Зависимость напора от подачи на воде

Рисунок 12 - Зависимость мощности от подачи на воде

Рисунок 13 - Зависимость КПД от подачи на воде