Проектирование центробежного насоса по подобной модели

Задание 1

1. Проектирование центробежного насоса по подобной модели.

1.1 Исходные данные.

• Напор: H = 20м
• Подача: Q = 0,024

 

Определить размеры рабочего колеса проектируемого насоса: , , , , , используя одну из предлагаемых моделей (A, B или С)

Порядок выполнения:

• Выбрать подобную модель.
• Определить линейный масштаб моделирования.
• Смасштабировать размеры модели.

 

1.2. Нахождение подобной модели и частоты вращения колеса.

 

Формула для определения коэффициента быстроходности имеет вид:

 

 

 

n = 1000 об/мин     

n = 1500 об/мин     

n = 3000 об/мин     

 

Выбираем модель С в качестве подобной нашему проектируемому насосу, так как она имеет практически такой же коэффициент быстроходности. Частоту вращения принимаем 3000 об/мин.

 

 

1.3. Определение линейного масштаба моделирования.

 

 

где Q, n – подача и частота вращения проектируемого насоса, , – подача и частота вращения подобной модели.

 

 

 

 

1.4. Определение размеров рабочего колеса проектируемого насоса

 

Диаметр входа, :

 

 

 

Диаметр начала лопаток, :

 

 

 

Внешний диаметр колеса, :

 

 

 

Начальная ширина лопаток, :

 

 

 

Конечная ширина лопаток, :

 

 

 

 

1.5. Эскиз рабочего колеса.

 

 

 

 

Задание 2.

2. Проектирование центробежного насоса по статистическим данным.

2.1 Исходные данные.

• Напор: H = 20м
• Подача: Q = 0,024

 

Определить:

 

• частоту вращения, n;
• диаметр вала, ;
• диаметр ступицы, ;
• диаметр входа, ;
• диаметр начала лопаток, ;
• начальный угол наклона лопаток, ;
• конечный угол наклона лопаток, ;
• начальную ширину лопаток, ;
• конечную ширину лопаток, ;
• внешний диаметр колеса, ;
• количество лопаток, z

 

 

2.2. Ориентировочный расчет

2.2.1 Определение частоты вращения.

 

Формула для определения коэффициента быстроходности имеет вид:

 

 

 

 

n = 1000 об/мин     

n = 1500 об/мин     

n = 3000 об/мин     

 

При частоте n = 3000 об/мин коэффициент быстроходности равен 179 что соответствует быстроходному насосу. Быстроходные насосы обладают наибольшим КПД, поэтому принимаем решение о вращении рабочего колеса с частотой 3000 об/мин.

 

 

2.2.2. Определение полного КПД.

 

Приведенный диаметр, :

 

 

 

Гидравлический КПД, :

 

= = 0,868

 

Объемный КПД, :

 

 

 

Механический КПД, :

 

Принимаем 

 

Полный КПД, :

 

 

 

 

2.2.3. Определение диаметров вала и ступицы.

 

Мощность на валу, :

 

 

Запас мощности, :

 

 

 

Крутящий момент на валу, :

 

 

 

Диаметр вала, :

 

Принимаем допускаемое напряжение

 

 

 

Диаметр ступицы, :

 

 

 

 

2.2.4. Определение диаметров входа и начала лопаток.

 

Теоретическая подача, :

 

 

 

Скорость на входе, :

 

 

 

Диаметр входа, :

 

 

 

Диаметр начала лопаток, :

 

 

 

 

2.2.5. Определение начальной ширины лопаток.

 

Коэффициент стеснения в начале лопаток, :

 

Принимаем

 

Радиальная скорость в начале лопаток, :

 

 

 

Начальная ширина лопаток, :

 

 

 

 

2.2.6. Определение начального угла наклона лопаток.

 

Окружная скорость, :

 

 

 

Начальный угол наклона лопаток, :

 

Принимаем

 

        Отсюда  согласно тригонометрии:

 

 

 

2.2.7. Определение конечного угла наклона лопаток.

Коэффициент стеснения на выходе, :

Принимаем

Радиальная скорость в конце лопаток, :

Принимаем

Отношение относительных скоростей:

Принимаем

Конечный угол наклона лопаток, :

 

 

 

2.2.8. Определение внешнего диаметра колеса.

Коэффициент Проскуры, :

Принимаем .

Теоретический напор для бесконечного количества лопаток, :

 

 

 

Окружная скорость на выходе, :

 

+23,3 м/с

 

Внешний диаметр колеса, :

 

 

 

2.2.9. Определение конечной ширины лопаток и количества лопаток.

 

Конечная ширина лопаток, :

 

 

 

Количество лопаток, :

 

 

Принимаем

 

2.3. Уточняющий расчет.

2.3.1. Уточнение коэффициентов.

 

Коэффициент Проскуры, :

 

 

 

Коэффициент стеснения на входе, :

Принимаем толщину лопаток

 

 

 

Коэффициент стеснения на выходе, :

 

 

 

2.3.2. Уточнение углов наклона лопаток.

 

Радиальная скорость в начале лопаток, :

 

 

 

Начальный угол наклона лопаток, :

 

 

 

Конечный угол наклона лопаток, :

Сохраняя условия, принятые в ориентировочном расчете, определяем:

 

 

 

2.3.3. Уточнение внешнего диаметра колеса.

 

Теоретический напор для бесконечного количества лопаток, :

 

 

 

Окружная скорость, :

Сохраняя условия, принятые в ориентировочном расчете, принимаем:

 

 тогда

 

 

 

Внешний диаметр колеса, :

 

 

 

Проверка соответствия быстроходности:

 

 

 

Отношение диаметров удовлетворяет условию для быстроходных насосов

 

 

2.3.4. Уточнение конечной ширины и количества лопаток.

 

Конечная ширина лопаток, :

 

 

 

Количество лопаток, :

 

 

Принимаем

2.4. Эскиз рабочего колеса.