Определение 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.
При выполнении курсового проекта в качестве прототипа был использован насос типа ЭЦТЭ. Электронасос герметичный типа ЭЦТЭ предназначен для обеспечения циркуляции трансформаторного масла и других сходных по химико-физическим свойствам жидкостей. Литой чугунный корпус с осевым входным и радиальным напорным патрубками фланцем крепится к электродвигателю.Принимаем число ступеней .Руднева определяем требуемые кавитационные качества ступени насоса, где
.,., где
- коэффициент приведенного диаметра входа в колесо, выбирается с учетом энергетических и кавитационный качеств насоса ( )., где
: , , .допускаемое напряжение для материала вала при совместном изгибе и кручении.Для обеспечения постоянно падающей характеристики H(Q) принимаемДля насоса быстроходностью из ряда 8-7-6 принимаем .коэффициент, учитывающий влияние конечного числа лопастей;Принимаем коэффициент приведенного диаметра шнека диаметр втулки шнека мм, как и у лопастного колеса; приведенный диаметр шнекаЗадаем ряд значений угла выхода относительного потока за шнеком на расчетном диаметре ;35. Для каждой величины определяем - окружную составляющую скорости жидкости на расчетном диаметре, где - окружная скорость шнека на расчетном диаметре; - средняя меридианная скорость жидкости на выходе из шнека.Определяем критический кавитационный запас центробежного колеса для принятых углов , где - абсолютная и относительная скорости жидкости в точке входной кромки лопасти колеса, лежащей на средней линии тока. Из треугольника скоростей на входе в колесо имеем: где - расход жидкости через колесо с учетом утечек; Окружная составляющая абсолютной скорости жидкости на входе в колесо в точке : Число кавитации лопастного колеса для критического режима определяем по эмпирической формуле В. Б. На основании расчетов, строим график согласования безкавитационной работы центробежного колеса и шнека. Из полученного графика согласования безкавитационной работы центробежного колеса и шнека выбираю угол .Принимаем: а) густоту лопастной решетки шнека на среднем диаметре ;Для улучшения кавитационных качеств шнека входные кромки лопастей обтачиваем по конической поверхности..Из треугольника скоростей на входе в шнек на среднем диаметре (для ) имеем: . Определяем критическое число кавитации лопастей решетки шнека по эмпирической формуле, предложенной В. Ф. Принимаем относительную толщину входной кромки лопасти шнека , где . Определяем относительную длину межлопаточного канала шнека на среднем диаметре для принятых величин и : .По техническим условиям для проектируемой ступени требуется ., где
.Чтобы обеспечить длительный ресурс работы шнека (T=10000 часов), необходимо взять , где - пороговая скорость жидкости для шнека.Для лопастного насоса принимаем .Для точки c входной кромки колеса, наиболее удаленной от оси вращения, имеем: , где - площадь нормального сечения, проведенного через точку c (с учетом стеснения).Имеем Условие отсутствия кавитационной эррозии выполняется.Форма меридианного сечения лопастного колеса зависит от положения втулки колеса. Определив основные размеры проточной части лопастного колеса , приступаем к профилированию проточной части колеса. На участке поворота меридианного сечения из осевого направления в радиальное площадь нормального сечения увеличивается на 20-30% по отношению к площади, соответствующей прямолинейному закону ее изменения, что компенсирует стеснение сечения лопастями, которые начинаются в этой зоне, и уменьшает неравномерность распределения скорости жидкости. От входа в рабочее колесо строим 8-10 окружностей, равномерно распределенных по всему меридианному сечению рабочего колеса, причем, центр первой окружности располагается на лини, проведенной перпендикулярно, оси колеса через точку, из которой описана дуга радиусом ; а центр последней окружности располагается на линии, определяемой диаметром колеса. Площадь нормального сечения междискового пространства колеса на входе и выходе вычисляются по формулам: , а площадь промежуточных сечений приближенно определяется по формуле: , где r - расстояние от оси колеса до центра вписанной окружности, b - диаметр вписанной окружности.Подготовка меридианного сечения колеса заключается в построении расчетных линий тока и графиков изменения скоростей жидкости вдоль линий тока.После того, как окружности были вписаны в меридианную проекцию центробежного колеса, необходимо провести отрезки прямых, соединяющие центр данной окружности и точки касания на несущем и покрывном дисках.По ширине меридианного сечения колеса меридианная скорость распределяется неравномерно, причем неравномерность тем больше, чем шире канал и меньше радиус .Линии тока образуются пересечением поверхностей тока меридианной плоскостью. Две крайние линии контура меридианного сечения являются уже линиями тока, для насоса быстроходностью рекомендуется построить третью линию тока, она проходит через точки, делящие нормали на участки с равными расходами жидкости.Вдоль каждой расчетной линии тока в точках пересечения ее с нормалями,
План
Содержание
Введение
I Определение основных размеров проточной части центробежного колеса
1.1 Определение коэффициента быстроходности насоса
1.2 Определение требуемых кавитационных качеств насоса
1.3 Определение наружного диаметра лопастного колеса
1.4 Определение ширины колеса на выходе
1.5 Определение диаметра горловины колеса
1.5.1 Определение приведенного диаметра входа в колесо
1.5.2 Определение мощности, передаваемой валом насоса
1.5.3 Определение крутящего момента, передаваемого валом насоса
1.5.4 Определение диаметра вала по условию прочности
1.5.5 Определение диаметра втулки колеса
1.6 Выбор угла выхода лопастей
1.7 Выбор числа и толщины лопастей
1.8 Уточнение диаметра колеса
II Расчет шнеко-центробежной ступени насоса
2.1 Определение входных размеров шнека
2.2 Определение напора шнека
2.3 Проверка выполнения условия безкавитационной работы колеса
2.4 Определение осевых размеров шнека
2.4.1Определение густоты лопастной решетки шнека на среднем диаметре и выбор числа лопаток
2.4.2 Определение осевой длины лопастей шнека на среднем диаметре: 2.4.3 Определение длины конусной части шнека
2.4.4 Определение осевой длины лопастей шнека на диаметре втулки
2.5 Оценка кавитационных качеств шнека
2.5.1 Определение кавитационного запаса шнека для критического режима
2.5.2 Определение кавитационного запаса шнека
2.6 Проверка условия отсутствия кавитационной эрозии рабочих органов ступени насоса
2.6.1 Определение среднего момента скорости жидкости на выходе из шнека
2.6.2 Определение максимальной относительной скорости жидкости на входе в шнек
2.6.3 Определение пороговой скорости жидкости для шнека
2.6.4 Определение максимальной относительной скорости жидкости на входе в центробежное колесо
2.6.5 Определение пороговой скорости жидкости для центробежного колеса
III. Профилирование меридианного сечения рабочего колеса
3.1 Построение меридианного сечения рабочего колеса
3.2 Подготовка меридианного сечения для профилирования лопастей
3.2.1 Построение нормалей
3.2.2 Распределение меридианной скорости жидкости вдоль нормалей
3.2.3 Построение линий тока
3.2.4 Построение графиков скоростей
3.3 Построение координатной сетки на развертке цилиндра и ее конформного отображения на поверхностях тока
3.3.1 Построение координатной сетки на развертке цилиндра
3.3.2 Построение конформного отображения координатной сетки на поверхностях тока
3.4 Профилирование средней поверхности лопасти на развертке цилиндра
3.4.1 Выбор расположения входной и выходной кромок
3.4.3 Профилирование средней поверхности лопасти на развертке цилиндра
3.4.3.1 Определение координаты точки
3.4.3.2 Разметка параллелей
3.4.3.3 Определение координаты точки
3.4.3.4 Построение каркаса профилируемой лопасти
3.4.3.5 Определение углов
3.4.3.6 Определение коэффициента стеснения для точек входной кромки лопасти
3.4.3.7 Определение направления относительной скорости жидкости на входе в колесо по каждой расчетной линии тока
3.4.3.8 Определение углов атаки
3.5 Построение меридианных сечений средней поверхности лопасти на меридианной поверхности колеса
3.6 Оценка качества профилирования лопасти рабочего колеса
3.7 Построение меридианных сечений лицевой и тыльной поверхностей лопасти и проекции лопасти в плане
3.8 Выполнение рабочего чертежа для изготовления лопастей колеса
IV Выбор типа подвода лопастного насоса
V Выбор типа отвода лопастного насоса и его проектирование
5.1 Определение радиуса окружности входа в отвод
5.2 Определение ширины спирального канала
5.3 Определение контура проточной части отвода
5.4 Определение выходного диаметра диффузора
5.5 Определение длины и типа диффузора
VI Расчет осевых и радиальных сил, действующих на ротор насоса
6.1 Определение радиальных сил, действующих на ротор насоса
6.1.1 Определение веса колеса
6.1.1.1 Определение объема втулки колеса
6.1.1.2 Определение объема втулки заднего уплотнения колеса
6.1.1.3 Определение объема втулки переднего уплотнения колеса
6.1.1.4 Определение объема заднего диска
6.1.1.5 Определение объема переднего (покрывного) диска
6.1.1.6 Определение объема лопастей колеса.
6.1.1.7 Определение полного объема материала колеса.
6.1.1.8 Определение веса колеса
6.1.2 Определение веса шнека
6.1.2.1 Определяем объема втулки шнека, без проточки;
6.1.2.2 Определение объема проточки во втулке шнека;
6.1.2.3 Определение объема втулки шнека, с учетом проточки в нем;
6.1.2.4 Определение объема лопастей шнека
6.1.2.5 Определение полного объема материала шнека
6.1.2.6 Определение веса колеса
6.1.3 Определение радиальной силы спирального отвода
6.1.3.1 Определение статической составляющей силы
6.1.3.2 Определение динамической составляющей силы
6.1.3.2 Определение максимальной величины силы
6.2 Определение осевых сил, действующих на ротор колеса
6.2.1 Осевая сила, возникающая от разности давлений по обе стороны лопастного колеса
6.2.2 Осевая сила, возникающая от динамических реакций потока в лопастном колесе
6.2.3 Определение суммарной осевой силы, действующей на лопастное колесо насоса
6.2.4 Разгрузка осевой силы лопастного насоса
6.3 Определение прогиба вала
VII Выбор и расчет подшипников качения
7.1 Расчет плавающего подшипника
7.2 Расчет жестко закрепленного подшипника
VIII Выбор и расчет шпоночных соединений
8.1 Соединение центробежного колеса с валом насоса
8.1.1 Расчет шпоночного соединения на смятие
8.1.2 Расчет шпоночного соединения на срез
8.2 Соединение шнека с валом насоса
8.3 Размеры шпоночного соединения шнеко-центробежной ступени с валом насоса
IX Потери энергии в насосе
9.1 Расчет утечки в переднем уплотнении колеса
9.1.1 Определение размеров уплотнительной щели
9.1.2 Определение величины
9.1.3 Определение коэффициента расхода щели
9.1.4 Определение площади уплотнительной щели
9.1.5 Определение относительной утечки в переднем уплотнении колеса
9.2 Расчет утечки в заднем уплотнении колеса
9.3 Определение механических потерь. Потери мощности на трение дисков о жидкость.
9.3 Уточнение к.п.д. насоса
9.3.1 Уточнение объемного к.п.д. насоса
9.3.2 Определение гидравлической мощности насоса
9.3.3 Уточнение механического к.п.д. насоса
Список литературы
Введение
При выполнении курсового проекта в качестве прототипа был использован насос типа ЭЦТЭ. Электронасос герметичный типа ЭЦТЭ предназначен для обеспечения циркуляции трансформаторного масла и других сходных по химико-физическим свойствам жидкостей. Электронасос центробежный, одноступенчатый, моноблочный с мокрым электродвигателем. Литой чугунный корпус с осевым входным и радиальным напорным патрубками фланцем крепится к электродвигателю. Лопастное колесо и шнек насоса с помощью гайки (являющейся одновременно обтекателем) закреплены на валу консольно. Осевое усилие уравновешивается с помощью разгрузочных отверстий. Внутренняя полость статора электродвигателя, а также его роторные элементы негерметичны по отношению к внешнему потоку масла. Трансформаторное масло обладает диэлектрическими и смазывающими свойствами, поэтому внутренняя зона электродвигателя легко охлаждается, и подшипники качения смазываются перекачиваемым маслом. Масло омывает опорные подшипники насоса, проходит через зазор между ротором и статором электродвигателя, снимая с них выделяющееся тепло, и через разгрузочные отверстия в лопастном колесе и осевое отверстие в вале насоса возвращается на всасывание рабочего колеса. Пример условного обозначения насоса ЭЦТЭ 108-50: Э - электронасос; Ц - центробежный; Т - трансформаторный; Э - тяговое исполнение; 108 - подача в ; 50 - напор в м.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
