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).