Раздел 2. Конструктивный расчет центробежного насоса.

Предполагается, что в системе охлаждения двигателя используется односту­ пенчатый центробежный насос консольного типа, основные элементы которого представлены на рис.2. Здесь 1 - конфузор (всасывающий патрубок); 2 - рабочее колесо; 3 - отвод спиральный; 4 - диффузор (напорный патрубок); 5 - язык; 6 - ло­ патка рабочего колеса; 7 - ведущий диск; 8 - лопасть; 9 - вал; 10 - втулка рабочего колеса; На чертеже В расчетах

Д₂ - диаметр ведущего диска (рабочего колеса); D₂

Д_конф, d_конф - диаметры конфузора; D_конф, d_конф

Д_г - диаметр горловины рабочего колеса; D_г

d_вт - диаметр втулки рабочего колеса; d_BT

Д_отв - диаметр спирального отвода; D_отв

l_К - длина конфузора; 1_Д - длина диффузора; _к - угол схождения конфузора; _д- угол раскрытия диффузора; n - частота вращения рабочего колеса; (_гл - угол ус­тановки лопаток рабочего колеса на выходе; b₁, b₂ - ширина рабочего колеса насоса на входе и выходе; h - высота условного выходного сечения отвода.

2.1. Определение коэффициента быстроходности и типа насоса.

Коэффициент быстроходности насоса n_S, как параметр, который характеризу­ет тип насоса по скорости вращения, определяется по формуле:

= 3.65• 520 • = 22 об/мин (14)

где n - частота вращения рабочего колеса насоса, которая приводится в зада­нии на работу, об/мин; Н^р_н - расчетный напор насоса, м, который также приводится в задании на работу; Q_р - расчетный расход теплоносителя в системе охлаждения двигателя, м³/с.

По величине n_S устанавливается тип центробежного насоса. При этом учиты­вается, что значениям n_S50 соответствуют тихоходные насосы, а значениям n_S>50 соответствуют нормальные насосы.

2.2. Определение наружного диаметра рабочего колеса D₂, м.

Определяется по формуле:

= 21.32 • = 0.155 м (15)

где К₂ = 9,35• (n_S/100) ^½ = 21.32 ; остальные значения ранее определены.

2.3. Определение ширины рабочего колеса насоса на выходе из насоса d₂, м.

Определяется по формуле:

= 2.508 • = 0.0182 м (16)

где К_b= 0,8•(n_S/100)^1/2, если n_S200

К_b=0,635•(n_S/100)^5/6, если n_S >200.

2.4. Определение приведенного диаметра входа в рабочее колесо D₁, м.

Определяется по формуле:

= 6 • = 0.0436 м (17)

где значение К₀ принимается в пределах К₀=4,56,0.

2.5. Определение диаметра горловины рабочего колеса D_г, м.

Определяется по формуле:

= (18)

где d_вт - диаметр втулки рабочего колеса, м; рекомендуется принять

d_вт = (0,40,5) • D₁ = 0.4 • 0.0436 = 0.0174 м

2.6. Выбор ширины рабочего колеса напора на входе в насос b₁, м.

Следует принять величину b₁ из соотношения: b₁=К-b₂, где К=1020, причем меньшее значение К принять при b₂>4мм, а большее значение К при b₂<2мм. Пере­ход от b₁ к b₂ при конструировании насоса выполнить плавным и вогнутым внутрь насоса, а не прямолинейным (рис.2).

2.7. Выбор углов установки лопаток рабочего колеса на выходе _2л и на

входе _л.

_2л= 1640°.

_1л=1425°.

2.8. Выбор количества лопаток рабочего колеса и корректировка углов

установки лопаток _2л и _1л.

= 6.5• • sin = 6 (19)

где r₁ = = = 0.0218 м ; г₂ = = = 0.0775 - радиусы входа в рабочее колесо и выхода из него;

_1л, _2л - углы установки лопаток, принятые по п.2.7.

Вместе с тем, по ряду соображений 2.9. Конструирование для насоса спирального отвода.

В таком случае ширина выходного прямоугольного сечения отвода определя­ется по формуле:

b_отв = b₂+ _д + 2_{заз = 18+2+2•1.5 = 23 мм = 0.023 м}, (20)

где _д - толщина ведущего диска рабочего колеса насоса; _заз - толщина зазора между корпусом насоса и частями рабочего колеса (диском и лопатками).

Предлагается принять _д=2 мм; _заз=1,5 мм.

Далее определяется высота условного прямоугольного выходного сечения от­вода h. Для этого следует использовать формулу:

= = 0.002 м (21)

где U^P₂ - расчетная максимальная окружная скорость рабочего колеса насоса, определяемая по формуле, м/с:

= = 4.218 м/с (22)

Наконец, определяется высота сечения отвода с противоположной по отноше­нию к сечению выхода из насоса стороны отвода. Эта высота должна равняется 0,5 h, - согласно показанному выше условию пропорциональности площадей сече­ний отвода углу раскрытия отвода.

В таком случае:

D_OTB=D₂+l,5h = 0.155+1.5• 0.0022 = 0.158 м важно, чтобы число лопаток