Расчет рабочего колеса насоса
Допустимый напор одной ступени насоса. Выбор количества ступеней. Определение коэффициента полезного действия насоса. Расчет коэффициента быстроходности. Наружный диаметр колеса. Установочная мощность двигателя. Крутящий момент, действующий на вал.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.05.2012 |
| Размер файла | 152,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Расчет рабочего колеса насоса
1.1 Выбор количества ступеней
Допустимый напор одной ступени насоса ограничивается кавитацией. Выпускаемые в настоящее время серийные одноступенчатые насосы имеют напор приблизительно до 35 м вод.ст., поэтому количество ступеней насоса определяю по формуле:
,
где H - напор создаваемый насосом, м вод. ст.;
Hдоп-допустимый напор, создаваемый одной ступенью насоса, Hдоп принимаю равным 50 м вод. ст..
.
Принимаем
1.2 Определение коэффициента полезного действия насоса
Коэффициент полезного действия насоса определяю по формуле:
=о·г·м,
где о - объемный коэффициент полезного действия, принимаю о =0,88; г- гидравлический коэффициент полезного действия, принимаю г =0,82; м - механический коэффициент полезного действия, принимаю м =0,82.
=0,88·0,82·0,82=0,59.
1.3 Выбор частоты вращения двигателя
Центробежные насосы небольшой мощности оснащаются асинхронными двигателями, имеющими частоту вращения ротора, в зависимости от числа пар полюсов приблизительно 960, 1470, 2920 об/мин.
Принимаю частоту вращения ротора двигателя n=2920 об/мин.
1.4 Определение коэффициента быстроходности насоса
,
где n - частота вращения ротора, об/мин;
Q - производительность, м3/с;
H - напор, м вод. ст.
.
С помощью коэффициента быстроходности выбираю тип рабочего колеса и оптимальное соотношение его геометрических размеров [1,рис.1].
Тип рабочего колеса - тихоходное для которого m=2,5.
1.5 Определение наружного диаметра колеса
Наружный диаметр колеса, м, рассчитываю по формуле:
,
где ku2 - коэффициент окружной скорости,
;
,
- угловая скорость вращения колеса, рад/с.
м.
1.6 Определение диаметра входного отверстия колеса
Диаметр входного отверстия колеса, м, вычисляю по формуле:
,
где m - отношение D2/D0, определяемое в зависимости от коэффициента быстроходности ns.
м.
1.7 Определение расчетной мощности двигателя
Расчетную мощность двигателя, Вт, определяю по формуле:
,
где Q - подача, м3/с;
- плотность воды ( = 1000 кг/м3);
g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с2);
- коэффициент полезного действия.
Вт.
Установочную мощность двигателя рассчитываю по формуле:
,
где =1,3 -коэффициент запаса мощности.
Вт.
1.8 Определение крутящего момента, действующего на вал
насос вал колесо двигатель
Крутящий момент, , рассчитываю по формуле:
,
Н·м.
1.9 Определение минимального диаметра вала насоса
Минимальный диаметр вала, м, определяю по формуле:
,
где [] - допустимое напряжение кручения, ,
м.
Диаметр вала под колесом dв получаю путем увеличения до ближайшего стандартного значения dmin рассчитанного ранее.
dв=20мм.
Диаметр ступицы колеса, м, рассчитываю по формуле:
,
м.
Длину ступицы колеса, м, принимаю равной:
,
м.
1.10 Определение осевой скорости входа жидкости в рабочее колесо
Осевую скорость, м/с, жидкости определяю по формуле:
,
м/с.
Практикой установлено, что для получения минимальных гидравлических потерь при прохождении жидкости через колесо, последняя должна иметь постоянную скорость относительно колеса, это условие соблюдается в том случае, если
co=cr1=cr2 =сr =1,3,
где cr1 - радиальная составляющая абсолютной скорости жидкости при входе на лопатки, м/с;
cr2 - радиальная составляющая абсолютной скорости жидкости при выходе с лопаток, м/с;
cr - радиальная составляющая абсолютной скорости жидкости в любой точке колеса, м/с;
Кроме того, каналы колеса, по которым происходит движение жидкости, должны иметь плавную форму, без резких изменений углов, не иметь сужений и расширений, способных вызвать изменение относительной скорости жидкости или ее завихрение.
1.11 Определение окружной скорости
Окружную скорость, на входе в каналы рабочего колеса определяю по формуле
,
где D1- средний диаметр входа жидкости на рабочее колесо, м
,
где D0 - диаметр входного отверстия колеса, м.
м.
м/с.
Окружную скорость на выходе из каналов рабочего колеса определяю:
,
м/с.
1.12 Определения ширины лопасти
Принимаю коэффициент стеснения входного сечения межлопаточного канала равным 0,9; тогда ширина лопасти на входе равна:
,
м
Ширина лопасти на выходе равна:
,
м.
1.13 Определение углов 1 и 2
Угол между концом лопатки и касательной к окружности на входе в колесо определяю по формуле:
1 =arctg(c1r/u1)+i,
где i - угол атаки лопасти на входе, принимаем i = 4.
1 =arctg(1,3/12,1)+4=10,1?.
Угол между концом лопатки и касательной к окружности на выходе
2 принимаю на 10 больше угла 1 .
2=20,1? .
2. Определение допустимой высоты всасывания
Допустимую высоту расположения насоса над уровнем воды, м, определяю по формуле:
,
где P0 - давление в заборной емкости, Па;
- плотность воды, ( = 1000 кг/м3);
Pt - давление насыщенных водяных паров при температуре t, С ,
hп.вс. - потери напора во всасывающем трубопроводе,
принимаю hп.вс= 0,25 м;
- опытный коэффициент, принять = 0,075,
H - напор, создаваемый насосом, м.
Wвс - скорость во всасывающем трубопроводе, м/с ;
,
где: Q - производительность насоса, м3/с;
Sтр - площадь всасывающего трубопровода, м2 (диаметр всасывающего трубопровода принять равным диаметру входного отверстия колеса - D0),
м/с. м.
3. Расчет осевой силы
Результирующую осевую силу, Рос, определяю по формуле:
,
где R0 - радиус входного отверстия колеса, м;
Rв -.радиус вала, м;
P2 - абсолютное давление на выходе насоса, Па;
P1 - абсолютное давление на входе в насос, Па.
м,
м,
Па,
Па.
4. Выбор подшипников
4.1 Определение конструкции вала
Рисунок 1 - Расчетная схема внешних сил, действующих на вал.
4.2 Определение опорных реакций
Центробежная сила, действующая на колесо:
,
где Д - дисбаланс колеса, вычисляемый по уравнению:
Д=0,68·D23, кг?м.
Н.
В соответствии с принятой расчетной схемой (рисунок 1) составляю систему уравнений и определяю опорные реакции XA, XB, ZA, Н:
,
4.3 Определение нагрузок, действующих на подшипники
Приведенную нагрузку определяю для подшипника опоры А, т.к. на нее действует большая радиальная нагрузка:
,
где: X - коэффициент радиальной нагрузки, принимаю Х=0,56;
Kk - коэффициент вращения, при вращающемся внутреннем кольце Kk=1;
R - радиальная нагрузка, R=ХА, кН;
Y - коэффициент осевой нагрузки, принимаю Y=1.08;
A - осевая нагрузка, A=Рос, кН;
Kу - коэффициент безопасности, 1,5;
KТ - температурный коэффициент, 1,0.
Н.
Определяю теоретическую долговечность подшипника Lh, час, по формуле:
,
где: n - частота вращения кольца подшипника, об/мин;
С - динамическая грузоподъемность выбранного подшипника, определяемая по таблице, кН.
б - показатель степени, зависящий от типа подшипника (для шариковых подшипников б= 3).
ч.
4.4 Выбор типоразмера подшипника
Необходимой долговечность подшипника - L=10000 часов.
Сравниваю L с теоретической долговечностью - Lh.
L=10000<Lh=15460 ч.
Поскольку L <Lh, то долговечность подшипника достаточна
Принимаю подшипник радиальный однорядный ГОСТ 8338-75, обозначение 204 , легкая серия.
4.5 Выбор посадок подшипниковых колец
По принятой расчетной схеме, основной нагрузкой, действующей на ротор, является центробежная сила. Эта сила изменяет свое направление при вращении колеса, поэтому считаем ее циркуляционной. В этом случае, рекомендуется для внутренних колец подшипников применять посадку с натягом, а для наружных - с зазором. Для диаметра вала принимаем поле допуска k6, а для отверстия в корпусе H7.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение допустимого напора на одно рабочее колесо насоса; коэффициента быстроходности, входного и выходного диаметра рабочего колеса. Расчет гидравлического, объемного, внутреннего и внешнего механического КПД насоса и мощности, потребляемой им.
контрольная работа [136,5 K], добавлен 21.05.2015Понятие и функциональные особенности сетевых насосов, сферы их практического применения, внутреннее устройство и взаимосвязь элементов. Расчет подачи и напора рабочего колеса, коэффициент быстроходности. Определение коэффициента полезного действия.
контрольная работа [896,6 K], добавлен 02.01.2015Расчет ступени центробежного насоса с осевым входом жидкости, с назад загнутыми лопатками. Построение треугольников скоростей на входе и выходе из рабочего колеса, параметры и основные размеры ступени. Переход на другую частоту вращения ротора насоса.
контрольная работа [205,6 K], добавлен 15.02.2012Определение основных размеров проточной части центробежного колеса. Расчет шнеко-центробежной ступени насоса. Выбор типа подвода лопастного насоса. Расчет осевых и радиальных сил, действующих на ротор насоса. Расчет подшипников и шпоночных соединений.
курсовая работа [400,7 K], добавлен 09.06.2012Напор и полезная мощность насоса. Коэффициент полезного действия насоса. Гидравлические, объемные и механические потери энергии. Трение в подшипниках, в уплотнениях вала, потери на трение жидкости о нерабочие поверхности рабочих колес, дисковое трение.
контрольная работа [69,8 K], добавлен 01.04.2011Предварительный расчет центробежного насоса. Размеры рабочего колеса и относительная скорость на входе и выходе. Расчет спирального направляющего аппарата и диффузора спиральной камеры. Критический кавитационный запас энергии и коэффициент быстроходности.
контрольная работа [6,1 M], добавлен 20.11.2009Расчет основных величин и определение характеристик питательного насоса ПН-1050-315 для модернизации Каширской электростанции. Проект лопастного колеса и направляющего аппарата. Определение геометрических размеров центробежного колеса, параметров насоса.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 26.12.2011Обоснование выбора компоновки ШСНУ. Расчет коэффициента сепарации газа у приема насоса. Определение давления на выходе насоса, потерь в клапанных узлах. Расчет утечек в зазоре плунжерной пары. Расчет коэффициента наполнения насоса, усадки нефти.
контрольная работа [99,8 K], добавлен 19.05.2011Назначение, технические данные, конструкция и принцип работы насоса НЦВ 40/40. Гидравлический расчет проточной части. Профилирование меридионального сечения рабочего колеса. Расчет спиральной камеры круглого сечения. Расчет на прочность вала насоса.
курсовая работа [917,5 K], добавлен 14.04.2015Напорная характеристика насоса (напор, подача, мощность на валу). График потребного напора гидравлической сети. Расчет стандартного гидроцилиндра, диаметра трубопровода и потери давления в гидроприводе. Выбор насоса по расходу жидкости и данному давлению.
контрольная работа [609,4 K], добавлен 08.12.2010
