Проектирование насоса для циркуляции масла (стр. 8 из 18)

Так как

> , то

- коэффициент радиальной нагрузки,

- коэффициент радиальной нагрузки,

- коэффициент безопасности,

- температурный коэффициент,

— коэффициент вращения.

и находят методом интерполяции.

Тогда эквивалентная динамическая нагрузка находится по формуле:

Находим долговечность подшипника в часах:

,

где

— коэффициент для шарикоподшипников,

– скорость вращения внутреннего кольца подшипника.

Для проектируемого насоса ресурс работы должен быть не менее 8000 ч. В нашем случае шариковый радиальный однорядный подшипник средней серии

имеет ресурс , т.е. удовлетворяет требуемым условиям долговечности.

2.7 Определение потерь энергии в насосе и уточнение КПД насоса

Объемные потери (утечки жидкости) энергии в лопастном насосе.

Внутри насоса по зазорам между ротором и статором вследствие разности давлений возникают перетоки жидкостей – утечки. В спроектированном насосе утечки присутствуют только в переднем уплотнении, так как через торцовое уплотнение вала утечки можно считать равными нулю.

Расчет утечки в переднем уплотнении колеса.

Согласно механике жидкости, расход жидкости через щель определяется формулой:

,

где

- коэффициент расхода кольцевой уплотнительной щели;

- площадь кольцевой щели;

- разность напора жидкости перед и за уплотнением.

1. Размеры уплотнительной щели:

Диаметр уплотнительной щели

.

Радиальный зазор щели

.

Длина уплотнительной щели

.

2. Определение величины

:

3. Определение коэффициента расхода

кольцевой уплотнительной щели:

,

где

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на пути утечки;

- коэффициент входа в щель с учетом скругления;

;

- длина уплотнительной щели;

- коэффициент сопротивления трения по длине уплотнительной щели;

- гидравлический диаметр кольцевой уплотнительной щели.

Коэффициент трения по длине уплотнительной щели

определяем методом последовательных приближений:

а) В первом приближении принимаем

.

Определим осевую скорость жидкости в уплотнительной щели с учетом закрутки потока колесом:

.

Полная скорость жидкости в уплотнительной щели:

Число Рейнольдса

для течения жидкости в уплотнительной щели:

,

где

— коэффициент кинематической вязкости трансформаторного масла при .

Относительная гладкость стенок уплотнительной щели:

По известным

и уточняем величину . Так как <2320 – движение жидкости ламинарное, то для определения используем формулу Блазиуса:

Сравниваем

и :

.

Так как разница не превышает 5 %, то принимаем

.

По окончательно уточненной величине

определяем :

Определение площади уплотнительной щели

:

.

4. По известным

, и определяем утечку в уплотнительной щели:

.

5. Оценим полученную величину утечки. Определим относительную величину утечки

в переднем уплотнении колеса:

По статистике, для лопастных насосов и маловязких жидкостей, получена следующая эмпирическая формула, связывающая

и :

.

Для спроектированного переднего уплотнения лопастного колеса должно выполняться условие:

– условие выполняется.

Механические потери энергии в лопастном насосе.

Включают потери на трение в подшипниках, в уплотнении вала и на трение дисков колеса о жидкость.

Потери на трение в подшипниках и в уплотнении вала обычно малы и приблизительно постоянны. Их можно сравнительно точно и просто определить вращением пустого насоса:

Среди механических потерь основными и наибольшими являются потери на трение дисков колеса о жидкость.

Потери мощности на трение дисков о жидкость.

В боковом зазоре между вращающимся колесом и корпусом жидкость закручивается колесом, а с другой стороны стенка неподвижного корпуса тормозит эту закрутку, в результате чего возникает сложное вращательное движение жидкости.