5.1 Основні параметри насоса

Розраховується обраний насос

Приймається швидкість обертання електродвигуна змінного струму,передбаченого для безпосереднього приводу відцентрового насоса. З ряду швидкостей - 730, 960, 1450, 2900 об/хв обирається в першому наближенні число обертів  n=1450об/хв таким чином, щоб коефіцієнт швидкохідності

n_S=об/хв,

відповідав би нормальному відцентровому насосу, у якого n_S =70…150. 

Потужність, споживана насосом

кВт,

де g – питома вага води, що дорівнює для прісної води 1000 кгс/м³;

h – загальний ККД насоса, величина якого приймається у межах 0,6 ¸ 0,75.

За прийнятою величиною n обчислюється відповідний їй крутний момент 

на валу  насоса

Мкр=97500*60,41/1450=4062,1 кгс×см.

Найменший діаметр вала насоса визначається за допустимої напруги кручення. Для вуглецевої сталі марки "Сталь 45" допустиму дотичну напругу [t] можна обирати 300…400 кгс / см ². Приймаємо [t]=300кгс/см²

Найменший діаметр вала см.

Отримана величина округляється у більшу сторону, отримуємо d=5см

5.2 Розрахунок робочого колеса

Геометричні розрахункові величини наведені на схемі робочого колеса насоса з одностороннім підводом рідини, зображеної на рис. 2.

Діаметр втулки робочого колеса встановлюється конструктивно d_ВТ=(1,2¸1,6) d=5*1,6=8,0см.

Діаметр вхідного перерізу колеса насоса D₀=2r₀ знаходиться за швидкістю в цьому перерізі. Складова рівняння витрат.

,

де h₀ – об’ємний ККД насоса, рівний 0,9 ¸ 0,95.

Рівняння розв’язується відносно шуканої величини.

м

де u₀ - швидкість, для води » 2 м/с.

м/с

Розрахунок зі сторони виходу починається з визначення теоретичного напору насосу по гідравлічному КПД h_г=0,85¸0,95

H_т=H/h_г=50/0,95=52,63 м

Колова швидкість на зовнішньому колі робочого колеса:

U₂ = м/с,

де К_u2 – коефіцієнт для відцентрового насоса з заниженим коефіцієнтом швидкохідності дорівнює 0,9.

Переходячи до побудови трикутника швидкостей рідини на виході з лопатевої решітки робочого колеса насоса, підраховуємо спочатку проекцію абсолютної швидкості на колову

u_2u=g×H_т/ U₂ =9,8*52,63/28,9=17,84 м/с

Задаючись кутом β₂ = 29¸30⁰, визначаємо висоту трикутника у вигляді радіальної швидкості

u_2r=(U₂ - u_2u)tgβ₂=(28,9-17,8)tg29^о=6,13 м/с

Швидкість u_2r повинна бути рівною швидкості у вхідному перерізі u₀ або дещо більшою. В даному випадку умову виконано. Можемо виконати побудову трикутників швидкостей (рис.6).

За швидкістю U₂ розраховуємо зовнішній діаметр робочого колеса насоса

D₂=60×U₂/(p×n)=60*28,9/(3,14*1450)=0,381м

Рисунок 6 Трикутники швидкостей

Використовуючи відомі співвідношення у трикутнику швидкостей на виході, за допомогою розрахунку знаходимо відносну швидкість W_{2 і} абсолютна швидкість, а також кут a₂.

У трикутника швидкостей на вході в колесо приймаються 2 умови. Радіальна швидкість u_1r=u_2r и кут β₁»β₂ . Або β₁= β₂ – (0¸3⁰).

Колова швидкість лопатей насоса приблизно на середині вхідних кромок визначається за формулою:

U₁= u_1r× ctgβ₁=6,13*ctg29^o=11,53 м/с

Діаметр положення середніх точок вхідних кромок на меридіональному перерізі робочого колеса D₁ = 2×r₁ , розраховуємо за залежністю:

D₁ = 60× U₁/(p×n)=60*11,53/(3,14*1450)=0,152м.

У нормального відцентрового насоса співвідношення D₂/ D₁»2 і при h_s = 70¸150 повинно знаходитися у межах 3,0¸1,5. До того ж повинно виходити D₁£ D₀. У даному випадку D₂/ D₁=2,51, D₁£ D_0, отже, умова виконується.