Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт энергетики

Высшая школа атомной и тепловой энергетики

Курсовая работа Расчёт и проектирование рабочего колеса питательного насоса центробежного типа

по дисциплине «Насосы ТЭС и АЭС»

Выполнил

студент гр. 3231401/20101 А. С. Школьников

Руководитель старший преподаватель Высшей школы энергетического машиностроения А. С. Клюев

«____» _________ 2025 г.

Содержание

Введение 3

1 Расчет проточной части колеса 4

1.1 Определение исходных данных для расчета колеса 4

1.2 Определение основных размеров колеса 6

1.3 Профилирование канала колеса в меридианном сечении 12

1.4 Построение равноскоростного потока 14

1.5 Профилирование поверхности цилиндрической лопасти 17

1.6 Профилирование поверхности пространственной лопасти 22

2 Построение трехмерной модели рабочего колеса 28

Заключение 34

Список использованных источников 35

Введение

Актуальность работы обусловлена ключевой ролью центробежных насосов в энергетической отрасли, особенно в качестве питательных насосов на тепловых и атомных электростанциях. Надежность, высокий КПД и эффективная работа этих агрегатов являются критически важными факторами для обеспечения стабильности и экономичности энергопроизводства. Проектирование проточной части рабочего колеса, как основного рабочего органа насоса, требует точных гидродинамических расчетов и современного численного моделирования.

Целью данной курсовой работы является расчет и проектирование проточной части рабочего колеса центробежного питательного насоса с последующим созданием его трехмерной модели и проведением численного анализа.

1. Расчет проточной части колеса

   1. Определение исходных данных для расчета колеса

В качестве исходных параметров для проектируемого насоса были заданы:

— подача насоса;

— напор насоса;

— частота вращения.

Далее необходимо определить дополнительные параметры для расчёта колеса:

1.Подача колеса:

где число потоков.

2. Напор колеса:

где число ступеней.

Коэффициент быстроходности:

Данное значение коэффициента быстроходности находится в диапазоне , необходимом для нормальных центробежных насосов.

3. Гидравлический КПД:

где приведенный диаметр колеса, определяемый по формуле:

Тогда:

4. Объемный КПД ступени (учитывающий потери только в переднем уплотнении колеса):

4. Внутренний механический КПД (учитывающий только потери дискового трения):

4. Механический КПД насоса учетом потерь в сальниках и подшипниках можно принять на меньше, чем :

4. Ожидаемая величина общего КПД насоса:

4. Мощность на валу насоса:

где плотность воды при атмосферном давлении; ускорение свободного падения.

4. Максимальная расчётная мощность на валу насоса:

где коэффициент запаса, который зависит от мощности (Таблица 1).

Таблица 1 - Коэффициент запаса в зависимоти от мощности на валу

до 1	1,3-1,4
1-2	1,4-1,2
2-5	1,2-1,15
5-50	1,15-1,1
>50	1,1-1,05

4. Предварительную величину диаметра вала в месте посадки колеса определяют упрощённым расчётом на кручение:

Для многоступенчатых насосов принимается . Тогда: