4. Расчет спирального отвода и диффузора

Расчет спирального отвода насоса выполняется по графо-аналитической методике, изложенной в [3, с.84-86]. Его целью является определение геометрических размеров отвода. Все графические построения, предусмотренные методикой, приводятся в графической части курсового проекта.

Расчет выполняется в два этапа. Предварительно в табличной форме (см. [3, табл.2.2]) рассчитывается пропускная способность отвода, т.е. зависимость расхода жидкости Q_i через радиальное сечение отвода от радиального размера канала отвода r. Причем форма радиального сечения канала принимается трапециевидной. По результатам расчета строится график указанной зависимости.

На втором этапе расчета определяется требуемый расход жидкости в каждом из выбранных сечений отвода. Рекомендуемое число сечений – восемь. Затем, используя график пропускной способности, графически определяется положение верхней границы каждого их радиальных сечений канала. Следует отметить, что при определении размеров последнего сечения необходимо учитывать тот факт, что часть его площади не используется для прохода жидкости из-за наличия «языка». Далее необходимо скруглить верхние углы трапеций каждого из сечений. Полученные таким образом в окончательном виде сечения спирального отвода показываются на листе толстыми линиями и нумеруются. Линии промежуточных построений показываются тонкими линиями.

Используя результаты расчетов и построений, далее изображается вид спирального отвода в плане (вместе с диффузором).

Расчет диффузора заключается в определении его длины из условия обеспечения снижения скорости движения жидкости до уровня 3...5 м/с. Традиционная методика его расчета (см. например [3, с.86, 87]) основана на использовании уравнения неразрывности (сплошности) потока. Следует иметь в виду, что диаметр выходного конца диффузора должен быть выбран из стандартного ряда значений.

5. Расчет насоса на кавитацию

Целью расчета проектируемого насоса на кавитацию является определение условий обеспечения его надежной бескавитационной работы во время эксплуатации.

5.1 Минимальный кавитационный запас:

h_min =  H = (n_S /c)^4/3 H ,

где  - коэффициент кавитации; c – коэффициент, зависящий от конструкции и параметров насоса, значение которого ориентировочно принимается по таблице 5.1.

Таблица 5.1

nS	40...70	70...80	80...150	150...200
c	600...750	750...800	800...1000	1000...1220

2. Минимально допустимое давление на входе в насос:

p_{1 min} = p _нас – 0,5  C₁² +  g h_min ,

где p _нас – давление насыщения паров жидкости, значение которого рекомендуется определять при температуре 25...30 С ⁰.

Таким образом, формулируется первое условие бескавитационной работы:

p₁ > p_{1 min} ,

т.е. давление на входе в насос должно быть не менее величины p_{1 min}.

5.3 Максимально допустимая высота всасывания:

Z _max = (p_a - p_нас) / ( g) – h _вс - h_min ,

где p_a – атмосферное давление; h _вс – гидравлические потери во всасывающем трубопроводе.

В первом приближении величину h _вс можно принять равной нулю. Величину кавитационного запаса h_min в этой формуле рекомендуется принимать равной значению, вычисленному в п. 5.1, но не менее 2,5...3 м вод. ст.

Таким образом, формулируется второе условие бескавитационной работы:

Z < Z _max ,

т.е. высота всасывания не должна быть больше величины Z _max.