4. Рабочая жидкость: чистая вода

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Федеральное агентство по образованию Р.Ф.

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ковровская государственная технологическая академия им. В.А. Дегтярева

Кафедра ГПА и ГП

Курсовая работа

по дисциплине: «Расчёт и проектирование гидромашин и гидропневоагрегатов»

на тему: «Расчет и проектирование центробежного насоса»

Руководитель: Воронов С.А.

Исполнитель: Скрябин Ю.М.

ст.гр. ТММ-114

ЗАДАНИЕ

· выбрать тип лопастного насоса и колеса;

· описать конструкцию и работу выбранного насоса - аналога;

· провести расчёт основных рабочих и конструктивных параметров насоса;

· выбрать подвод и рассчитать отвод;

· выбрать приводной электродвигатель;

· построить меридиональное сечение рабочего колеса и график изменения площади проходного сечения колеса F(l);

· провести разбиение меридионального сечения рабочего колеса на струйки тока и параллели;

· построить планы скоростей на входе и выходе лопатки;

· построить конформную диаграмму (спрофилировать лопатку рабочего колеса на конформную сетку).

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Подача насоса: Q = 10 м³/час

2. Напор насоса: Н = 60 м ст ж

3. Частота вращения вала насоса: n = 2900 мин^-1

4. Рабочая жидкость: чистая вода

5. Температура рабочей жидкости: 25⁰С

Содержание

стр.

ЗАДАНИЕ 1

ВВЕДЕНИЕ 4

1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАСОСА 5

2. ПОСТРОЕНИЕ МЕРИДИОНАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА И ГРАФИКА ПЛОЩАДЕЙ 18

3. РАЗБИЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТОКА 20

4. РАЗБИЕНИЕ НА ПАРАЛЛЕЛИ 22

5. ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВ СКОРОСТЕЙ 25

5.1......... Построение планов скоростей на входе в рабочее колесо. 25

5.2......... Построение плана скоростей на выходе рабочего колеса. 25

6. ПОСТРОЕНИЕ КОНФОРМНОЙ ДИАГРАММЫ. 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 29

Приложение 1……...……………………………………………………………29

Приложение 2.......................................................................................................30

Приложение 3.......................................................................................................31

Приложение 4.......................................................................................................32

Приложение 5.......................................................................................................33

Приложение 6................................................................................................34

Приложение 7................................................................................................35

ВВЕДЕНИЕ

Насос - гидравлическая машина, предназначенная для сообщения механической энергии протекающей через нее жидкости. Центробежный насос является лопастной гидромашиной, проточная часть которой состоит из трех основных элементов: подвода потока жидкости к колесу, лопастного колеса и отвода потока от него к следующей ступени насоса или выходному патрубку.

Лопастные насосы представляют собой наиболее распространенный класс машин, используемых практически во всех отраслях народного хозяйства. Отрасль насосостроения нашей страны выпускает насосы более 3000 типоразмеров, отличающиеся принципом действия, конструктивным исполнением и назначением. Преобладающее распространение получили лопастные насосы, относящиеся к классу динамических.

Рабочее колесо с лопастями приводится во вращение двигателем. Передача энергии от колеса потоку происходит путем силового взаимодействия лопастей с обтекающей их жидкостью. При этом изменяются давление и скорость в жидкости, протекающей сквозь колесо. Подвод должен обеспечить достаточно равномерное распределение скоростей в потоке жидкости перед входом в рабочее колесо. Задачей отвода является преобразование увеличившегося скоростного напора после колеса в статический напор и снижение момента скорости перед входом в следующую ступень или перед выпуском жидкости из насоса.

При известных физических свойствах перекачиваемой жидкости форма стенок и размеры проточной части вместе с частотой вращения вала полностью определяют гидродинамические свойства насоса, то есть определяют поля скорости и давления в потоке жидкости и, как следствие этого, характер зависимостей напора и к.п.д. насоса от его подачи.

Перед насосостроителями страны стоят большие задачи по созданию новых высокоэкономичных насосов, отличающихся повышенными параметрами, малой удельной металлоемкостью, высокой степенью унификации и пр. Это потребует дальнейшего развития исследовательских, проектно-конструкторских и технологических работ в отрасли насосостроения.

1.1.

1.2. Расчетная подача i-ой ступени насоса [1]:

1.3. Приведенный диаметр входа в рабочее колесо [1]:

где для колес центробежных насосов с , принимаем .

Примем

1.4. Гидравлический КПД i-ой ступени насоса [3]:

1.5. Теоретический напор i-ой ступени насоса для конечного числа лопастей [3]:

1.6. Механический КПД i-ой ступени [3]:

1.7. Полный КПД i-ой ступени насоса [1]:

1.8. Диаметр рабочего колеса на выходе по средней струйке для малых насосов [1]:

где – ускорение свободного падения.

примем

1.9. Ширина канала меридионального сечения рабочего колеса на диаметре [1]:

Конструктивно

1.10. Задаем толщину ведомого и ведущего дисков на выходе рабочего колеса:

1.11. Мощность дисковых потерь в i-ой ступени насоса [4]:

где – постоянная, включающая в себя коэффициент терния; – плотность перекачиваемой жидкости.

1.12. Мощность внешних и внутренних механических потерь в i-ой ступени насоса [4]:

1.13. Диаметр уплотнения на ведомом диске рабочего колеса при условии, что толщина ведомого диска на входе и выходе колеса одинакова и защитное кольцо отсутствует [1]:

1.14. Радиальный зазор в уплотнении колеса [1]:

Принимаем

1.15. Длина щели уплотнения колеса [1]:

1.16. Окружная скорость на диаметре [1]:

1.17. Окружная составляющая абсолютной скорости потока на выходе рабочего колеса из уравнения Эйлера, при отсутствии закрутки потока перед колесом:

1.18.

Перепад напора на уплотнении ведомого диска рабочего колеса (напор утечек) [1]:

.

1.19. Коэффициент утечки цилиндрической щели [1]:

где – коэффициент сопротивления (при учете того, что перекачиваемая жидкость – вода, относится к маловязким жидкостям).

1.20. Расход утечки в уплотнении ведомого диска рабочего колеса [1]:

1.21. Уточненная расчетная подача i-ой ступени насоса:

1.22. Уточненный приведенный диаметр входа в рабочее колесо [1]:

Примем

1.23. Уточненный гидравлический КПД i-ой ступени [3]:

1.24. Уточненный теоретический напор i-ой ступени насоса для конечного числа лопастей:

1.25. Уточненный коэффициент быстроходности i-ой ступени насоса:

1.26. Уточненный коэффициент быстроходности насоса:

1.27. Уточненный механический КПД i-ой ступени насоса [5]:

1.28. Уточненный объемный КПД i-ой ступени насоса [5]:

1.29. Уточненный полный КПД i-ой ступени насоса [5]:

1.30. Принимаем все ступени насоса одинаковыми и КПД насоса равным КПД ступени.

1.31. Максимальная мощность на валу насоса [1]:

где – коэффициент запаса. Принимаем .

1.32. Момент кручения вала при максимальной мощности насоса [6]:

1.33. Диаметр вала в самом слабом сечении [6]:

где - допускаемое касательное напряжение с учетом коэффициента запаса, принимаем .

С учетом конструктивных соображений принимаем .

1.34. Диаметр втулки колеса насоса [1]:

где , принимаем .

Примем

1.35. Радиальная сила на i-м колесе [5]:

где - эмпирический коэффициент, принимаем ; – ширина колеса на выходе

1.36. Радиальная сила на роторе насоса:

1.37. Осевая сила на рабочем колесе 1-ой ступени насоса [1]:

Примем .

1.38. Осевая сила на рабочем колесе с односторонним всасыванием и проходным валом [1]:

где – осредненный статический напор.

1.39. Суммарная осевая сила насоса:

1.40. Диаметр расположения центра тяжести входной кромки лопатки [1]:

Примем

1.41. Окружная скорость входной кромки лопасти колеса [1]:

1.42. Скорость течения жидкости перед входом на лопасти колеса [1]:

1.43. Коэффициент стеснения потока лопатками на входе в колесо [2]:

·

для средней струйки , принимаем ;

· для ведущего диска , принимаем ;

· для ведомого диска , принимаем ;

1.44. Меридиональные составляющие абсолютной скорости потока на входе в колесо с учетом стеснения потока лопатками [1]:

· для средней струйки

· для ведущего диска,

· для ведомого диска,

1.45. Угол между направлением относительной скорости потока (с учетом стеснения потока лопатками) и касательной к окружности диаметром (при отсутствии закрутки потока на входе) [1]:

· для средней струйки

· для ведущего диска

· для ведомого диска

1.46. Угол атаки [1]:

· для средней струйки ;

· для ведущего диска .

· для ведомого диска .

1.47. Угол установки лопатки на входе [1]:

· для средней струйки

· для ведущего диска

· для ведомого диска

1.48. Коэффициент стеснения потока лопатками на выходе рабочего колеса [2]:

Принимаем

1.49. Соотношение скоростей [1]:

Принимаем ; ;

1.50. Угол наклона лопатки на выходе рабочего колеса [5]:

·

для средней струйки

· для ведущего диска

· для ведомого диска

1.51. Число лопаток по средней струйке [3]:

где для колес с лопатками из листового материала, принимаем .

Принимаем число лопаток .

1.52. Уточненный входной диаметр рабочего колеса [1]: