Гидравлический расчет проточной части центробежного насоса НЦВС 40 30 (стр. 2 из 6)

2.2.13 Меридиальная составляющая абсолютной скорости с учетом стеснения сечения телом лопаток:

С_m₁ = K₁ · Cґm м/с

С_m₁ = 1,15 · 3,82 = 4,39 м/с

2.2.14 Переносная скорость при входе в кольцо:

м/с

U₁ = 3,14 · 0,0,3 = 9,42 м/с

2.2.15 Входной угол без ударного поступления потока на лопатку определяется по формуле:

Β_1.0 = 27°

2.2.16 Угол атаки (угол между направляющим β_1.0 лопатки и относительной скоростью W₁).

Для уменьшения гидравлических сил, потерь в области рабочего колеса и увеличении его кавитационных свойств при проектировании насосов принимают угол атаки, равный:

δ = 3 : 8^°

Принимаем: δ = 7°

2.2.17 δ и β_1.0 определяем входной угол наклона лопатки.

β₁ =β_1.0 + δ

β₁ =27+7=34°

2.2.18 Геометрический напор колеса

дж/кг

2.2.19 окружная скорость в первом приближении

м/с, где

К_u₂ – коэффициент отношения окружной составляющей абсолютной скорости при выходе потока из колеса U₂. Принимаем К_u₂ = 0,5

м/с

2.2.20 Наружный радиус колеса в первом приближении

2.2.21 Меридиальная составляющая абсолютной скорости потока на выходе из колеса без учета стеснения:

м/с

2.2.22 Коэффициент стеснения потока сечения лопатки на выходе из колеса:

К₂ = (1,05 – 1,1) = 1,1

2.2.23 Отношение относительных скоростей входа и выхода принимаются равными.

W₁/W₂ = 1,15

2.24 Угол выхода лопатки определяется по выбранному отношению:

относительно скоростей по формуле:

Для современных насосов β₂ = 17 - 30°

2.2.25 Наиболее выгодное число лопаток

Z = 6 лопаток

2.2.26 Коэффициент ψ определяется по формуле:

Ψ = (0,55 – 0,65) + 0,6· sinβ₂

Коэффициент в скобках зависит от шероховатости проточной части рабочего колеса.

Ψ = (0,55 – 0,65) + 0,6· sin26^° = 0,808

2.2.27 Поправочный коэффициент, учитывающий конечное число лопаток, определяется по формуле:

2.2.28 Расчетный напор

Н∞(1+Р)·Н_Т Дж/кг

Н∞(1+0,41)·357,1=528,89 Дж/кг

2.2.29 Меридиальная составляющая скорости потока c учетом стеснения телом лопатки на выходе:

м/с

2.2.30 наружный радиус рабочего колеса

2.2.31 Наружный диаметр рабочего колеса

D₂ = 2 · R₂ м

D₂ = 2 · 0,077 = 0,154 м

2.2.32 Ширина канала рабочего колеса на выходе

2.2.33 Толщина лопатки рабочего колеса выбирается в интервале δ = 2 – 9. Выбираем δ = 5 mm.

2.2.34 Проверка предварительно выбранных коэффициентов стеснения сечения телом лопаток

2.2.35 Относительная скорость на входе

м/с

2.2.36 Относительная скорость на выходе

м/с

2.3 Профилирование канала рабочего колеса в меридиальном сечении

Применяется линейный закон изменения Сґm₁ до значения Сґm₂в функции от радиуса R.

R_вх=0,03 м = R₁

R_вых=0,077 м = R₆

C_m_вх= 3,82 м/с

C_m_вых= 3,06 м/с

Закон изменения ширины канала Bi в зависимости от С_mi имеет вид:

Изменение C_mi от R_i и B_i от С_mi и R_i как С_mi = f(R₁) и B_i = f(C_mi; R₁)

Можно изменить в табличной форме. (табл. 2.3.1.)

Таблица 2.3.1. Профилирование канала рабочего колеса

№	R_i (м)	С_mi(м/с)	В_i (м)
1	0,03	3,799	0,016
2	0,0394	3,611	0,0128
3	0,0448	3,435	0,0109
4	0,0582	3,259	0,0096
5	0,0676	3,083	0,0087
6	0,077	2,906	0,0081

2.4 Профилирование лопаток рабочего колеса

Для создания более благоприятных условий для безотрывного протекания контура лопатки потоком принимают линейный закон изменения относительной скорости W в зависимости от радиуса колеса R₁

W = f(R)

W_вх = W₁ = 10,5 (м/с)

W_вых= W_c = 9,1 (м/с)

Закон изменения W от К имеет вид

W = 9,9 – 3,23 · R₁

Имея функцию лопатки W = f(R) и C_mi = f(R) и значение жидкости лопатки δ₁, можно определить угол наклона лопатки:

где

Зависимость угла наклона лопатки от меридиальной составляющей абсолютной скорости и радиуса будет иметь вид:

Приращение центрального угла

где d · R_i – приращение радиуса

β_iи β_i + 1 – значение подынтегральной функции в начале и конце участка

Δφ_i – приращение центрального угла.

Значение центрального угла определяется интегрированием:

Суммарное значение центрального угла определяется по формуле

Расчет профиля лопатки сводим в таблице 2.4.1.

Таблица 2.4.1. Расчет профиля лопатки

№	1	2	3	4	5	6
R_i	0,03	0,039	0,048	0,058	0,0676	0,077
B	0,016	0,0128	0,1092	0,0096	0,0087	0,0081
Cґm	3,799	3,611	3,495	3,959	3,083	2,906
W	10,5	10,22	9,94	9,66	9,38	9,1
Cґm/W	0,362	0,553	0,346	0,337	0,329	0,319
T	0,031	0,0412	0,0511	0,0609	0,0707	0,0806
δ	5 · 10^-3	5 · 10^-3	5 · 10^-3	5 · 10^-3	5 · 10^-3	5 · 10^-3
δ /t	0,159	0,1213	0,097	0,082	0,0707	0,062
	0,521	0,474	0,444	0,419	0,3997	0,381
β₀	31,4	28,29	26,35	24,78	23,56	22,39
tgβ	0,61	0,54	0,49	0,46	0,44	0,41
ΔRґ_i	0	0,009	0,009	0,009	0,009	0,009
	50,82	44,41	39,59	35,49	32,65	31,68
Δφ_i= ΔR_i +	0	0,42	0,37	0,33	0,31	0,297
	0	24,07	45,29	64,2	81,97	99
	0,42	0,79	1,12	1,43	1,727
	0	47	41,8	37,35	33,62	31,68

Исползуя полученные значения строим профиль лопаток (см. рис. 2.3.).

2.5 Расчет спиральной камеры кругового сечения

2.5.1 радиус контрольной цилиндрической поверхности охватывающей колесо на некотором расстоянии, достаточном для выравнивания пульсации скорости вызываемой конечным числом лопаток в колесе, находится по формуле: