Проектирование водоструйного насоса с диффузором

Размещено на http://www.allbest.ru/

30

1. Исходные данные к расчету водоструйного насоса с диффузором

Плотность рабочей и инжектируемой сред:

кг/м³.

Расход рабочей среды: м³/час,

, кг/с.

Расход инжектируемой среды:

, м³/час,

, кг/с.

Давление рабочей среды: кПа

Давление инжектируемой среды: кПа.

Коэффициент инжекции:

.

Коэффициенты скорости сопла (ц₁), камеры смешения (ц₂), диффузора (ц₃) и входного участка камеры смешения (ц₄):

ц₁ = 0,95; ц₂ = 0,975; ц₃ = 0,9; ц₄ = 0,925.

2. Расчетная схема водоструйного насоса

Рисунок 1 ? Расчетная схема водоструйного насоса

Условные обозначения расчетной схемы:

w_р ? скорость рабочего потока в подводящем трубопроводе;

w_н ? скорость инжектируемого потока в подводящем трубопроводе;

w_р1 ? скорость истечения рабочего потока из сопла;

w₃ ? скорость смешанного потока в выходном сечении камеры смешения;

w_с ? скорость потока на выходе из диффузора;

F_р ? площадь сечения подводящего трубопровода;

F_н ? площадь сечения инжектируемого трубопровода;

F_р1 ? площадь выходного сечения рабочего сопла;

F_н2 ? площадь инжектируемого потока во входном сечении камеры смешения;

F₃ ? площадь выходного сечения цилиндрической камеры смешения;

F₄ ? площадь выходного сечения диффузора;

Р_р1 ? давление рабочего потока в выходном сечении рабочего сопла;

Р_н2 = Р_р2 = Р₂ ? давление инжектируемого и рабочего потоков во входном сечении камеры смешения;

Р₃ ? давление смешанного потока в выходном сечении камеры смешения;

Р_с ? давление смешанного потока на выходе из диффузора;

G_с ? расход смешанного потока на выходе из диффузора.

3. Определение достижимых параметров водоструйного насоса с диффузором

3.1 Определение оптимального отношения сечений

,

это неправаильно

где F_p1 ? площадь выходного сечения рабочего сопла;

F₃ ? площадь выходного сечения камеры смешения.

,

где

а = ц₂=0,975;

.

3.2 Определение оптимального отношения сечений (см. 5.17 [1]):

,

где F_н2 ? площадь инжектируемого потока во входном сечении камеры смешения.

.

3.3 Определение достижимого относительного перепада давления

,

где Р_с ? перепад давления на выходе из диффузора;

Р_р ? перепад давления рабочего потока.

При К₁ 4 (см. 5.20, а [1])

.

3.4 Определение перепада давления рабочего потока:

, Па.

3.5 Определение перепада давления, создаваемого водоструйным насосом

, Па.

3.6 Определение КПД водоструйного насоса

.

3.7 Определение давления смешанного потока на выходе из диффузора

Па.

3.8 Определение относительного перепада давления инжектируемого потока на входном участке камеры смешения

3.9 Определение перепада давления инжектируемого потока на входном участке камеры смешения

, Па.

3.10 Определение давления инжектируемого потока во входном сечении цилиндрической камеры смешения

, Па.

3.11 Определение относительного перепада давления в диффузоре

.

3.12 Определение перепада давления в диффузоре

, Па.

3.13 Определение давления смешанного потока в выходном сечении камеры смешения

Па.

3.14 Определение перепада давления в камере смешения

, Па.

4. Расчет геометрических размеров водоструйного насоса с диффузором

водоструйный насос диффузор компрессор

4.1 Удельный объем рабочей среды

, м³/кг.

4.2 Расчет параметров рабочего сопла

4.2.1 Площадь выходного сечения рабочего сопла

м^2.

4.2.2 Диаметр выходного сечения рабочего сопла

, мм.

4.2.3 Скорость истечения рабочего потока из сопла

, м/с.

4.3 Расчет параметров цилиндрической камеры смешения

4.3.1 Площадь сечения цилиндрической камеры смешения

, м².

4.3.2 Диаметр цилиндрической камеры смешения

, мм.

4.3.3 Скорость течения в камере смешения

, м/с.

4.3.4 Длина цилиндрической камеры смешения

м.

4.4 Расчет параметров входного участка камеры смешения

4.4.1 Константа свободной струи

- для воды константа свободной струи равна а = 0,16;

- для газов константа свободной струи изменяется от 0,06 до 0,09.

При малых коэффициентах инжекции (u < 0,2) рекомендуется принимать меньшее значение константы, при больших коэффициентах инжекции ? большее ее значение.

4.4.2 Длина свободной струи

При u 0,5 (см. 2.54 [1])	При u 0,5 (см. 2.55 [1])
, мм	, мм



4.4.3 Диаметр свободной струи на расстоянии L_с1 от выходного сечения сопла

При (см. 2.56 [1])	При и 0,5 (см. 2.57 [1])
, мм	, мм

4.4.4 Расстояние от выходного сечения рабочего сопла до входного сечения цилиндрической камеры смешения

Если	Если (см. 2.58 [1])

где L_c2 ? длина входного участка камеры смешения, на котором диаметр меняется от d_а до d₃.

мм,

где в = 12 ? угол между образующей входного участка камеры смешения и осью водоструйного насоса.

4.5 Расчет параметров подводящего трубопровода

4.5.1 Скорость рабочего потока в подводящем трубопроводе (на входе в насос) можно принимать в следующих диапазонах

м/с для мм;

Принимаем

4.5.2 Площадь сечения подводящего трубопровода

, м².

4.5.3 Диаметр подводящего трубопровода

, мм.

4.6 Расчет параметров диффузора

4.6.1 Скорость потока на выходе из диффузора принимаем равной скорости потока в подводящем трубопроводе

, м/с.

4.6.2 Площадь выходного сечения диффузора

, м².

4.6.3 Диаметр выходного сечения диффузора (диаметр трубопровода на выходе из насоса)

, мм.

4.6.4 Угол раствора диффузора можно принять из следующего диапазона: . Принимаем 10⁰.

4.6.5 Длина диффузора

мм.

4.7 Расчет параметров трубопровода для инжектируемого потока

4.7.1 Скорость инжектируемого потока в трубопроводе принимаем равной скорости потока в подводящем трубопроводе

, м/с.

4.7.2 Площадь сечения трубопровода

, м².

4.7.3 Диаметр трубопровода

, мм.

5. Построение характеристики водоструйного насоса с диффузором

С учетом полученных значений давления в каждом расчетном сечении (см. рис. 1) в масштабе строят характеристику изменения статического давления инжектируемого и смешанного потоков вдоль проточной части водоструйного насоса с диффузором для расчетного режима работы.

На рис. 2 приведен пример построения характеристики изменения статического давления вдоль проточной части струйного насоса. Здесь по оси ординат отложены значения давлений, а по оси абсцисс ? характерные длины основных элементов струйного насоса.

Рисунок 2 ? Статическое давление инжектируемого и смешанного потоков в проточной части струйного насоса

6. Построение сборочного чертежа водоструйного насоса с диффузором

В курсовом проекте студент должен представить сборочный чертеж водоструйного насоса с диффузором. Исходными данными при этом являются размеры основных элементов проточной части, рассчитанные в пункте 4.

Для облегчения построения сборочного чертежа в приложениях представлены схемы двух видов струйных аппаратов: пароструйного компрессора (приложение А) и газоструйного инжектора (приложение Б).

Рекомендуемая литература

1. Соколов Е.Я. Струйные аппараты. / Е.Я.Соколов, Н.М.Зингер.- 3-е изд., перераб.- М.: Энергоатомиздат, 1989. - 352с.

2. Залуцкий Э.В. Насосные станции: Курсовое проектирование. / Э.В.Залуцкий, А.И.Петрухно - К.: Вища школа. Головное изд-во, 1987. - 167с.

Приложение А

Рисунок 3 ? Пароструйный компрессор: 1 ? цилиндрический корпус приемной камеры; 2 ? рабочее сопло; 3 ? конический переход от приемной камеры к камере смешения; 4 ? корпус камеры смешения; 5 ? разгруженная коническая вставка диффузора; 6 ? цилиндрический корпус диффузора

Приложение Б

Рисунок 4 ? Проточная часть газоструйного инжектора

Размещено на Allbest.ru