4.2. Расчёт системы уравновешивания с разгрузочным диском.

Расчет системы уравновешивания с разгрузочным диском (рис. 4.3) заключается в выборе размеров разгрузочного диска, определения перепада давлений на диске и расхода жидкости через систему уравновешивания, нахождения размеров уплотнения перед диском и размеров трубки, отводящей жидкость из камеры за диском во всасывающий патрубок насоса.

Расчёт производится из условия равновесия ротора, т.е., при нормальном состоянии уплотнений.

4.2.1.Задаются наружным диаметром диска так, чтобы он был несколько меньше наружного диаметра рабочих колёс, примерно , мм.

4.2.2. Задавшись удельным давлением на рабочую поверхность диска в пределах , Па, определяют внутренний диаметр диска

,

4.2.3 Величина перепада давления на разгрузочном диске определяется из уравнения равновесия ротора

,

где коэффициент _н определяется из допущения, что давление P₄ в камере перед диском постоянно, а вдоль осевого зазора между диском и корпусом - изменяется по линейному закону

,

где  - коэффициент, принимаемый в пределах 0,15÷0,25.

4.2.4 Величина утечки жидкости через систему уравновешивания находится по уравнению

,

где _д - коэффициент расхода осевой щели вычисляется по формуле

,

где  - коэффициент гидравлического сопротивления щели может быть принят для плоской щели в пределах =0,04÷0,06;

- осевой зазор дисковой щели принимается из соотношения .

4.2.5 Длина щели радиального зазора l во втулке вала перед диском находится из уравнения расхода

,

где коэффициент расхода определяется по формуле

,

- радиальный зазор щели, принимаемый равным зазору в уплотнении колеса из соотношения или мм;

(P₃-P₄) - перепад давления в щели равен

(P₃-P₄) = (P₂-P₅) - (P₂-P₃) - P_д,

Давление P₅ в камере за разгрузочным диском принимают обычно не более (5-8)·10⁵ Па, чтобы обеспечить нормальную работу сальника. Давление за последним колесом насоса определяется по формуле

,

где - давление перед первым колесом насоса, в Па;

- полный напор ступени, Дж/кг;

- число ступеней;

- cтатистический напор последней ступени, определяемый по выражению

,

Перепад давлений (P₂-P₃) определяется из выражения

P₂-P₃= ,

4.2.6 Длина трубки L_m , отводящей жидкость из разгрузочной камеры в приёмный патрубок насоса, зависит от размеров насоса и принимается конструктивно на основании эскиза продольного разреза насоса. Диаметр этой трубки d_m определяется из уравнения расхода жидкости через трубку

,

4.2.7 Определяем величину удельного давления на рабочую поверхность диска при аварийном износе уплотнений рабочих колёс

,

Величина не должна превышать давление (50-70)10⁵ Па, допускаемого для упорных подшипников (пят) при трении стали по бронзе, что имеет место в разгрузочных устройствах судовых насосов.

5. Потери в центробежных насосах. Полный к.П.Д. Насоса.

Все потери энергии в насосе делятся на три вида: гидравлические, объёмные и механические и характеризуются соответствующими к.п.д. насоса.

Полный к.п.д. насоса равен произведению гидравлического, объёмного и механического к.п.д.

,

Полный к.п.д. насоса можно определить также из выражения