Проектирование центробежного насоса - Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет”7.1 Расчет мощности на валу центробежного насоса 7.2 Построение расчетной напорной характеристики насоса Расчет на прочность элементов центробежного насоса 8.2 Расчет вала на выносливостьОпределяем приведенный диаметр входа в рабочее колесо: Определим гидравлический КПД на расчетном режиме: , Определяем объемный КПД (КПД подачи): Определяем КПД, учитывающий потери энергии на трение наружной поверхности колеса о жидкость (дисковое трение): КПД, учитывающий потери энергии на трение в подшипниках и сальниках насоса (внешние механические), примем равным .Определяем угловую скорость рабочего колеса: Крутящий момент на валу насоса: Диаметр вала насоса: где - допускаемое напряжение на кручение стальных валов. По значению выбираем ближайший больший диаметр из стандартных рядов нормальных линейных размеров =75мм. Определяем момент сопротивления при кручении с учетом шпоночного паза: где: b - ширина шпоночного паза, t - глубина шпоночного паза Концевой диаметр втулки рабочего колеса: Диаметр втулки (ступицы) рабочего колеса: Расчетная производительность колеса насоса: Скорость входа потока в колесо: где: - коэффициент, обычно находящийся в пределах 0,06…0,08.Окружная (переносная) скорость при входе в колесо: Угол безударного входа потока на лопасти при : Принимая , имеем Наружный радиус колеса: Меридиональная составляющая скорости потока при выходе из колеса без учета стеснения сечения (принимая ): Коэффициент стеснения сечения лопатками на выходе из колеса (в первом приближении) c Ширина канала колеса на выходе: Шаг лопаток на входе t1 и выходе t2 межлопаточного канала: Толщина лопатки, измеренная по окружности диаметра D1: по окружности D2: Нормальная толщина лопатки на входе жидкости в колесо: на выходе жидкости из колеса: Проверяем коэффициенты стеснения сечения телом лопаток на входе и выходе из рабочего колеса: Так как U2 = 37,1 м/с, K1 и K2, вычисленные во втором приближении, совпадают с их значениями в первом приближении с погрешностью менее 5%, то эти величины принимаем за окончательные и рассчитываем относительные скорости на входе и выходе из колеса: На основе полученных данных строим треугольник скоростей.Исходным положением профилирования формы канала колеса в меридиональном сечении для получения высоких энергетических и антикавитационных качеств колеса является обеспечение плавности изменения меридиональной составляющей скорости при входе в колесо к ее величине при выходе из него. С этой целью задаются плавным законом изменения скорости вдоль средней линии в зависимости от радиуса R: , где , , где - число разбиений , не менее 8…10 Имея для каждого величину из графика по уравнению неразрывности определяют ширины канала по формуле: , где - расчетная производительность колеса насоса, м3/сЗначения являющиеся исходными данными, берем из предыдущих расчетов размеров рабочего колеса и профилирования его меридионального сечения. Промежуточные значения угла наклона лопатки: .Радиус контрольной цилиндрической поверхности: Ширина входа в спираль с учетом осевого перемещения рабочего колеса: Вспомогательный коэффициент: Радиусы круглых сечений спиральной камеры, м: Расстояние от оси колеса до оси спиральной камеры, м: Расстояние от оси колеса до наружной стенки спиральной камеры, м: Профилирование проведем в табличной форме (таблица 4.1.1).По значению =0,256 м выбираем ближайший больший диаметр из стандартных размеров трубопровода из нержавеющей стали =273мм.Определяем коэффициент реактивности, представляющий собой отношение потенциального напора колеса к полному напору: где U2 - окружная скорость при выходе из колеса, м/с. Потенциальный напор рабочего колеса: Потенциальный напор насоса: где Z - число рабочих колес.В соответствии с рекомендациями [1, стр.59] при небольшом напоре (менее 100 м вод. ст.) разрешается применять гладкие уплотнения.Перепад напора на концах уплотнения рабочего колеса со стороны входа при нормальном состоянии уплотнения, м: Для случая аварийного износа уплотнения: Величина радиального зазора b в уплотнительных кольцах зависит от диаметра уплотнительных колец Dy. А.А. Ломакин рекомендует принимать: Длина щели уплотнения принимается: l = 0,01…0,025 м (для простых уплотнений). Максимально допустимый зазор b вследствие износа уплотнительных колец определяется по формуле: Необходимо определить коэффициент расхода жидкости ? при истечении через щель уплотнения (для простого уплотнения) последовательным пересчетом приближений таким образом, чтобы погрешность результатов двух соседних приближений не превышала 2%. где - коэффициент, учитывающий трение жидкости о стенки зазора.

Содержание

1. Предварительный расчет

2. Расчет размеров рабочего колеса

2.1 Определение геометрических параметров рабочего колеса

2.2 Определение элементов треугольников скоростей

3. Профилирование рабочего колеса

3.1 Профилирование меридионального сечения рабочего колеса

3.2 Профилирование лопаток рабочего колеса по точкам

4. Отводящие устройства

4.1 Расчет спиральной камеры круглого сечения

4.2 Расчет диффузора спиральной камеры

5. Уравновешивание гидравлической осевой силы

6. Объемные потери в центробежном насосе

6.1 Выбор типа уплотнения

6.2 Определение протечек перекачиваемой жидкости в переднем уплотнении рабочего колеса