Расчет центробежного жидкостного насоса

Геометрия насоса рассчитывается при определенной подаче , напоре и частоте вращения n. Расчет осуществляется при требовании минимальных гидравлических потерь. Этот режим называется расчетным.

1. Исходные данные:

- подача насоса , где а при

- напор насоса , где плотность воды при - потери полного давления в радиаторном контуре.

- частота вращения

2. Коэффициент быстроходности:

Рассчитываем насос быстроходный.

3. Объемный КПД:

4. Приведенный диаметр на входе:

5. Гидравлический КПД насос:

6. Механический КПД принимаем Общий КПД насоса:

7. Мощность, потребляемая насосом, и крутящий момент:

;

от

8. Диаметр вала насоса:

,

где принимаем - допускаемое напряжение кручения для вала из материала типа Х18Н9Т и 1Х17Н2.

По конструктивным соображениям увеличим диаметр вала насоса: .

9. Размеры втулки:

- диаметр втулки

- длина втулки

10. Наружный диаметр входа в колесо:

11. Для тихоходных насосов можно принять , в нашем случае это исключается.

Принимаем

12. Скорость жидкости перед рабочим колесом при отсутствии закрутки на входе

13.Скорость жидкости на входе в рабочее колесо:

где - коэффициент стеснения.

14. Окружная скорость на входе в межлопаточные каналы:

15. Входной угол потока жидкости:

16. Входной угол установки лопатки:

где i - угол атаки выбирается из интервала 3 12, принимаем 10°.

17. Ширина лопатки на входе в колесо:

18. Теоретический напор:

19. Окружная скорость на выходе из колеса:

где , принимаем

20. Диаметр колеса на выходе:

21. Зададимся углом из интервала , °.

22. Число лопаток:

Округляем до целого значения и принимаем z = 8, где

23. Вычислим теоретический напор для схемы с бесконечным числом лопаток:

24. Принимаем и уточняем скорость (м/с):

Уточняем : .

25. Ширина лопатки на выходе из колеса (полагая :

где выбираем 0,95 – коэффициент стеснения лопатками на выходе из колеса.

26. Определим геометрические размеры отводящего устройства. Для отвода жидкости из насоса применим спиральный отвод (улитку), заканчивающийся коническим диффузором. Для расчета спирального отвода используем метод, основанный на предположении постоянной скорости в нем.

Примем скорость в спиральном отводе

где .

Расходы жидкости, проходящие через наперед заданные (под углом φ от начального сечения) радиальные сечения отвода, равны расходам жидкости, вытекающим из колеса в пределах соответствующих дуг, расположенных на диаметре . Следовательно:

Таблица 9.3.1

Площади F_i, определенные углом поперечных (радиальных) сечений отвода, определяются как:

Площадь поперечного сечения на выходе отвода:

Определим размеры поперечного сечения улитки:

– начало спиральной улитки расположим на диаметре

;

– ширина входа в отвод

Скорость жидкости на выходе из диффузора из уравнения неразрывности:

где