
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Кафедра КВиХТ
Курсовая работа
«Расчет пластинчато-роторного вакуумного насоса»
Студент: Майоров М.В.
Группа № 5036/3
Преподаватель: Солдатова К.В.
Санкт-Петербург
2011
Содержание
Список обозначений……………………………………………………………………..3
Список сокращений……………………………………………………………………...7
Техническое задание…………………………………………………………………..…8
История развития вакуумной техники……………………………………………….…9
Расчет по исходным данным……………………………………………………………10
Расчет по подобранным данным……………………………….....................................10
Вывод…….………………………………………………………………………………15
Список литературы……………………………………………………………………..16
Список обозначений
–
плечи сил
–
коэффициенты для упрощения расчетов
-
максимальный вылет радиальных пластин
–
толщина разгрузочных колец
– коэффициент, учитывающий влияние
числа пластин и относительного
эксцентриситета
- диаметр вала под подшипники
–
диаметр всасывающего патрубка
– диаметр нагнетательного патрубка
- эксцентриситет
- максимальная площадь ячейки при угле
поворота φ=0
– высота пластин
– ширина опасного сечения
-
глубина паза ротора
-
относительная длина ротора
– длина ротора
– длина разгрузочных колец
- масса пластин
– показатель политропы
–
число оборотов ротора, об/мин
– мощность, затрачиваемая на преодоление
сил трения пластин в пазах
– мощность, затрачиваемая на преодоление
сил трения концов пластин о неподвижный
цилиндр
– мощность, затрачиваемая на преодоление
сил трения в подшипниках
– мощность, затрачиваемая на преодоление
сил трения в уплотнениях (сальнике).
– мощность двигателя
- мощность на трение пластин в пазах
- мощность на трение в подшипниках
-
мощность на трение пластин в пазах
из-за перепада давления
– теоретическая мощность
– мощность, затрачиваемая на преодоление
сил трения
- мощность на преодоление центробежных
сил
- мощность на трение пластин по цилиндру
из-за перепада давления
-
индикаторная мощность
– начальное давление
-
среднее индикаторное давление
–
давление всасывания
-
давление нагнетания
–давление газа в начале сжатия, равное
давлению всасывания
– текущее значение давления газа в
ячейке
-
интенсивность нагрузки от поперечных
инерционных сил ускорения Кориолиса
–
интенсивность нагрузки от перепада
давлений на выступающую часть пластины
-
интенсивность нагрузки от перепада
давлений на выступающую часть пластины,
когда одна из ячеек соединена со
всасывающим патрубком
- интенсивность нагрузки от перепада
давлений на выступающую часть пластины,
когда одна из ячеек соединена с
нагнетательным патрубком
– радиус статора
– радиус ротора
– эффективный радиус ротора
– силы, действующие на пластину
- быстрота, отнесённая к условию всасывания
- геометрическая быстрота действия
насоса
- усилие от газовых сил
- средняя скорость скольжения пластин
–
число пластин
- оптимальное число пластин
– максимальный угол сжатия
- угол между пластинами
– толщина пластин
-
относительная толщина пластин
– угол верхней кромки всасывающего
окна
- угол верхней кромки нагнетательного
окна
– угол нижней кромки нагнетательного
окна
– угол нижней кромки всасывающего окна
– угол поворота ротора, угол поворота
биссектрисы ячейки
- максимальный угол поворота ротора
- угол между направлением паза ротора
и радиусом цилиндра
- механический КПД насоса
- коэффициент откачки
-
относительный эксцентриситет ротора
– коэффициент дросселирования
– коэффициент подогрева
–
относительные потери вследствие внешних
натеканий атмосферного воздуха
–
относительные потери быстроты действия,
обусловленные обратным расширением
газа
– относительные потери, обусловленные
внутренними перетеканиями газа и
переносом газа в изолированном объеме
- коэффициент трения в подшипниках
скольжения
-
коэффициент трения пластин в пазах
ротора
- коэффициент трения пластин по цилиндру
– число пи (3,14)
– текущий радиус-вектор
– давление внутреннего сжатия
- плотность материала пластин
– расстояние от центра тяжести элемента
ротора до оси вращения ротора
- отношение давлений внутреннего сжатия
– угловая скорость
-
коэффициент потерь на дросселирование
-
коэффициент сжатия
- угол наклона пластин
-
перепад давлений между двумя соседними
ячейками
- перепад давлений между двумя соседними
ячейками, если одна из ячеек соединена
со всасывающим патрубком
- перепад давлений между двумя соседними
ячейками, если одна из ячеек соединена
со нагнетательным патрубком
Список сокращений
ПРВН – пластинчато-роторный вакуумный насос
КПД – коэффициент полезного действия
Техническое задание.
.
Исходные данные:
Газ – воздух
Материал пластин – СТЭФ 1
Цель курсового проекта.
Определить
основные геометрические параметры
пластинчато-роторного вакуумного насоса
по заданным параметрам, выполнить эскиз
рабочей камеры насоса, обеспечить
Рис.1 Ротационно-пластинчатый вакуумный насос
История развития вакуумной техники
До середины ХУII в, понятие «вакуум», в переводе с латинского означающее пустоту, использовалось лишь в философии. Древнегреческий философ Демокрит одним из «начал мира» выбрал пустоту. Позднее Аристотель вводит понятие эфира неощутимой среды, способной передавать давление, В этот период знания о свойствах разреженного газа еще отсутствовали, но вакуум уже широко использовался в водоподъемных и пневматических устройствах.
Научный этап развития вакуумной техники начинается с 1643 г., когда в Италии Э, Торричелли, ученик знаменитого Галилея, измерил атмосферное давление. В 1672 г, в Германии О. Герике изобрел механический поршневой насос с водяным уплотнением, что дало возможность проведения многочисленных исследований свойств разреженного газа, Изучается влияние вакуума на живые организмы. Опыты с электрическим разрядом в вакууме привели вначале к открытию электрона, а затем и рентгеновского излучения. Теплоизолирующие свойства вакуума помогли создать правильное представление о способах передачи теплоты и послужили толчком для развития криогенной техники.
Успешное изучение свойств разреженного газа обеспечило возможность eгo широкого технологического применения, Оно началось с изобретения в 1873 г, первого электровакуумного прибора лампы накаливания с угольным электродом русским ученым А. Н, Лодыгиным и открытием американским ученым и изобретателем Т. Эдисоном в 1883 г, термоэлектронной эмиссии. С этого момента вакуумная техника становится технологической основой электровакуумной промышленности.
Расширение практического применения вакуумной техники сопровождалось быстрым развитием методов получения и измерения вакуума. За небольшой период времени в начале ХХ в. были изобретены широко применяемые в настоящее время вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Д, Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913).