Гидромеханика. Рассчитать параметры характеристики центробежного насоса, выполнить профилирование рабочего колеса. (задание 4)

1.

Задание №4 по Гидромеханике
По исходным данным рассчитать параметры
характеристики центробежного насоса, выполнить профилирование рабочего колеса.
D0, мм D2, мм d0, мм с0, м/с ψ η0 n, об/мин
η
80
170
38
2
0,4 0,95 2900
0,75
Определим подачу насоса:
с
ηо=0,95 - объемный коэффициент полезного
действия

2.

Расчет параметров насоса по размерам рабочего колеса
D0 =0,08 м- диаметр горловины рабочего колеса;
d0 =0,038 м- диаметр втулки;
с0=2 м/с -средняя скорость во входном сечении
рабочего колеса;
m=1 - число сторон подвода жидкости к рабочему
колесу
0,95 3,14 (0,08 2 0,038 2 ) 2 1
3
Q
0,0074 м /с
4

3.

Расчет параметров насоса по размерам рабочего колеса
Напор определяем по формуле
и2 - окружная скорость на внешнем диаметре колеса D2;
ψ= 0,4 - коэффициент напора;
i =1 - число ступеней (рабочих колес) насоса;
2
n = 2900 об/мин
3,14 0,17 2900
и2
25,8м/с;
60
25,8 2 0,4
Н
27 ,2м
9,8

4.

Расчет параметров насоса по размерам рабочего колеса
Мощность на валу насоса составит
N = ρgQH/(1000η);
N = 1000∙9,8∙0,0074∙27,2/(1000∙0,75) =2,63 кВт
Удельная частота вращения насоса:
ny
n Q
H
3
4
ny
2900 0,0074
4
3
11,9
( 27 ,2 )
ns 43,4
В соответствие с удельной частотой вращения и
отношением диаметров D2/D0= 2,125 колесо
отнесем к типу тихоходных.

5.

0,0011
0,0028
0,0056 0,0083 0,0139
0,028
0,056
Сводный график рабочих полей насосов типа К
Посмотреть к какому насосу близкими получаются параметры

6.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
D1n 3,14 0,08 2900
и1
12 ,1м/с
60
60
Из входного параллелограмма при с1= с1r = с0
получаем
w1
2
c1
2
u1
2 12,1 12,3м/с
2
2
tg β1= с1/и1; β1= arctg с1/и1= arctg 2/12,1=0,1654
β1=9°
Угол потока при входе на лопасти рекомендуется принимать с учетом угла атаки
β1л=9°+6°=15°

7.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
Принимая коэффициент стеснения входного
сечения межлопаточных каналов µ1= 0,9, из
уравнения расхода определяем ширину b1
лопасти на входе:
Q
0,0074
b1
0,0164 м 16 ,4мм.
D1c1 1 3,14 0,08 2 0,9
Вычислим, принимая с2r=с1r=с0, угол β2 из
формулы:
с2 r ctg 2 gH
1
и 2 с2 r ctg 2
2
2
г

8.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
Подставим известные значения и решим
уравнение
2ctg 2 2 9,8 27 ,2
1
25,8 2ctg 2 (
)
2
2
0,86
2ctg 2 2 9,8 27 ,2
25,8 ctg 2 (
)
2
0,86
25,8 2 25,8ctg 2 ctg 2 ctg 2 310
2
2
2
665 ,6 51,6ctg 2 310
51,6ctg 2 665 ,6 310 355 ,6
ctg 2 6 ,891;
2 9

9.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
D1= D0
Формирование начального участка лопасти на входе
с
=с
с1r
1=с1r1
Ширина лопасти на выходе при условии с2r= с1r
D1
b2 b1
D2
80
b2 16 ,4
7 ,7мм
170

10.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
Количество лопаток рабочего колеса определяется по формуле
D2
m 1 1 2
где
z 6,5
sin
,
m
m 1
2
D1
3,125
9 9
z 6,5
sin(
6) 5
1,125
2
Для рабочего колеса центробежного насоса
количество лопаток обычно принимают от 4 до
12, как правило, четное число. Принимаем
z=6.

11.

Типы лопаток рабочих колес центробежных
насосов

12.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
D1
d0
D0
D2
По коэффициенту быстроходности и таблице определяем тип рабочего колеса.

13.

Ориентировочный расчет колеса центробежного насоса
Меридиональная скорость на выходе
0,0074
Qт
с2 r
1,64
м/с
с2 r
3
3
,
14
0
,
17
7
,
7
10
1,1
D2b2 k
k=1,05÷1,1 – коэффициент стеснения сечения
лопастями на выходе
В соотвествие с
теоремой синусов
w2= 10,5 м/с