Фролов Е.С. - Вакуумная техника (1037534), страница 43
Текст из файла (страница 43)
рнс. 9.10), где гся — радиус.век., тор жидкостного кольца в сечении П вЂ” П. Значение а выбирают в пределах (0,01 ... 0,015) гл, что дла ЖКВН составляет ! ... 7 мм. В противном случае возможен выход лопаток вз жидкостного кольца при падении давления рабочей жидкости в сети, что ведет к уменьпбснию ее расхода через жидкостное кольцо: гаа га )/чс/61+ 46ай /ф-(- + 266 (й, — 0,5)/Ф, . (9,7) где йл = г„/(г, + б() (здесь д — зазор между ступицей колеса и внутренней поверхностью жидкостного кольца в сечении 1 — 1, м); и = Ьс/Ь (Ь вЂ” ширина корпуса ЖКВН, и); а = е/гз (с— эксцентанситет, и); лл =- аи-нср/зч (а Ы вЂ” средняя скорость течения (агг-Ыср— жидкости в беэлапатачном пространстве сечения 11 †/1, м/с; иб == 2пг,ив окружная скорость на периферии ко.
леса, м/с); 6 = — 6/гл (6 — минимальный зазор между корпусом и колесом )ККВН, м). Выражение (9,7) имеет физический смысл в нитеРвале гб ( гсс ( гз. Кбл эффицнент йб и й„опаеделяют экспе. риментальна (49). Зависимость коэффициента Ьб ат кРитеРиЯ ЭйлеРа Еп =(Є— Р)/бб(Ряба) (где р — плотность рабочей жидко. ж сти, кг/и") приведена на рис. 9. ! . , 3 виснмасть палччега иа вакучмнаи а насосе, имеющем колесо с цилиндр ческой ступнпей.
выходные углы иа' клона лопаток колеса 6а = 90, 1 и 150ь; относительные геометрические размеры: ч = 0,5; 6 = 0,0033; = О,1 53; (", = 1;бр =- 0,75. При рабочих телбпературах плотность рабочей жнд. кости изменялась от 980 до !043 кг/из вязкость — ат 1,002 до 37 8 мПа с. Частоту вршпения вяла паздержив инала и пределах 20 .„ 32,5 с л, чта саагаег ствовало окружной скорости на пейн' Фарии колеса иа = 11.3 ... 18,3 7 с. Скоростной коэффициент (! — т' + 64/Ф) Ф ц бн ь бб Х (Н8,37 — 0.465 с1Е 8; ) а — 0,485) — 3,59>бж), (9 8) где ()а — вы~одной угол наклона лапа ток рабочего колеса, '; рж — дина- мическая вязкость рабочей жидкости, Пя. с.
Эта эмпирическая зависимость апра. ведлива при !лж = 1,002 ... 78,5 мПа. с и р = 980 ... !050 кг/мз, При расчете коэффициента йз вяз- кость рабочей жидкости определяют по температуре Тж „жидкостн в жидкостном кольце, Температуру Тж „ находят из урав- нения 6/7 = Ы/г + НЫ/ + д//р, где бЫг — мощность, подводимая к ЖКВН; 6/гг — мощность, отводимая ат ЖКВН рабочей жидкостью: Ыггг— мощность, отводимая от ЖКВН газом; /Чту — мощность. отводимая от ЖКВН в результате теплообмена меж* ду поверхностью вакуумного насоса н окружающей средон. Экспериментально показано, чта сумма Ыгг/ + дбги составляет !036 мощности 6/с иа валу ЖКВН, а бУ/ с достаточной точностью можно при.
нять равной Дгс. Мощность, отводимая ат ЖКВН рабочей жидкостью, кВт: 6/Н = ажаж (Тнб. н — Тж. в) где бж — массовый расхол жидкости через жидкостное кольцо, кг/с; сж— средняя удельная теплаемкость рабо- чей жидкости, Лж/(кг К); Тж. „— температура рабочей жидкости на входе в жндкоствое кольцо, К. Тогда Т (О нбус + ыжсжТж, з) 9 9 ж. н . (9.9) Ожаж На глубину а аогружеиня лопатки наибольшее влияние оказывает от. носительный эксцентриситег е; при увеличении а погружение лопаток в жидкостное кольцо уменьшается, при уиеньшеиии в глубина а увеличивается Эффективная мощность на валу ЖКВН определяется мощностью, за- цтс зг рс аз эв гс Рнс. а.ю. Эсвнснмссть сссффициснта а, ст срнтсрня Ис трачивяемой на сжатие, мощностью, затрачиваемой на перемещение жидкостного кольна (мощность гидрадинамических потерь), и мощностью, затрачиваемой на преодоление трения в сальниках н подшипниках.
Лля определения степени энергетического совербпенства ЖКВН используют изотермический КПЛ, так как процесс сжатия газа в ЖКВН близок к нзотермическому, Эффективная мощность на валу ЖКВН Н Д/с = Д/нс/т)ня, (9 10) где /Унс = рЗг!и т — нзатермнческая Мащиаотл СжатИЯ Гаэа; т)бж — Иэатермический КПЛ. Лля ЖКВН цнс =' 0.30 " 0,45. Такие низине значения КПЛ объясняются тем, что мощность, затрачиваемая на вращение жидкостного кольца, составляет 50 ... 60!4 эффективной мощности (49). На рис.
9.13 д 5 Ю Н ГР 21 б' рнс. в.бз. Зсснснмссть нсстсрнсч*бсогс ццд Ч ст стнсжснцс Лссаснна à — нрн «=12,5 с '. г — ~Рс я Нщ -: З вЂ” И я-Шаэс-; С— прс я = ба,эа с-' МВХЛННЧВСКНВ ВДКБСУМНЫВ НАСОСЫ 220 гкиа ° ч 22! а) Рнс. Э.14. Рлбоеео Колесо бес ребра месс Костя (и! н с ребром местиостн (б) приведены экспериментальные . зависимости г)нс от отношения давлений т для вакуумного насоса ВВН1-12 при различной частоте вращения вала. Основные геометрические размеры ЖКВН определяют по формуле (9.3), предварительно задавшись коэффициентом откачки )с, основнымн конструк. тнвнымн соотношениями, значениями Ь и т, окружной скоростью на пери. фернн рабочего колеса ис и козффицн Р.
Д Р=- 0,55 .. 0,85, для сварных колес с лопатками нз листовой стали значение ф обычно больше. Определив г,, Ье, гг, и, рассчитывают радиус г„йо формуле (97). Прн этом необходимо задаться следующими основными конструктивнымн соотношениями: относительным эксцентрнситетом е = еlгс, выходным углом наклона лопаток рабочего колеса Вэ и относительной шириной 9 = ЫЬБ. Для колес беэ ребра жесткости (рис. 9.14, и) 9 = 1, для колес с ребром жесткости (рис. 9.14, б) ь = 1,03 ... 1,04. Если при расчете не достигнуто требуемое погружение лопаток в жид. костяое кольцо в сечении 7) — П (см. рис. 9.10) и = 2 ... 7 мм, то изменшот относительный эксцентриснтет е, от. носительный радиус ступицы колеса 11 илк относительный зазор 6.
Относятельный экспентриситет е = еlгэ значительно влияет на изотер. мический КПД г)кэ и удельную мощ. ность й(тд = Р(е/В. Прн уменьшении относительного эксцентриснтета из-за увеличения погружения лопаток в кольцо в сечении П вЂ” П производи. тельность и, следовательно, эффективная мощность уменьшаются. Но так как эффективная мощность уменьшаигся значительно медленнее, чем про. изводительность, то удельная мощность увеличивается, а изотермнческий КПг( уменьшается Прн увеличении относительного экс.
цеитРиситета !У, д Растет, а 1!н, Умень. шаегся вследствие не только уменьшения производительности, но и увеличения эффективной мощности, что связано с затратами мощности на удар при входе лопаток в кольцо. Из этого следует, что существует оптимальное значение относительного эксцентрнсн. тета, при котором удельная мощность минимальна, а КП)1 максимален. Тео. регнчески это возможно, когда глу.
(бина и погружения лопаток в жидкостное кольцо и зазор д равны нулю. Однако при проектировании ЖКВН стремятся обеспечить гарантированное погружение лопаток в жидкостное кольцо. чтобы прн возможных коле. баниях давления жидкое~и в сети ло. патки из него не выходилн. Прн предварительных расчетах принимают относительный эксцентрнси.
тет е = О,!45 ... 0,125. Окончательно Б рассчитывают из условия соблюдения глубины и погружения лопаток в жид. костное кольцо. Относительный зазор 6 = Л(гг вы. бирают иа основе экспериментальных данных в пределах 0,011 ... 0,03. При уменьшении относительного зазора возрастают гидравлические потери зазоре между корпусом н ротором. Увеличение относительного зазора при неизменном относительном экспентрн снтете может привести к выходу ло' паток нз жидкостного кольца.
Относительный радиус ч = гг(гг ступицы колеса принимают в пределах 0,4 ... 0,55. При ч ) 0.5 увелнчивз' юся размеры насоса, при ч ( 0,4 воз никзет трудность размещения нала необходимого диаметра в ступице ко леса. Относительную длину колеса и = '=' Зе гг "" оснояе экспериментальных,р,, сг иг иг ИСГЛЕКОВаиий ВЫбнра В „, Ы" .Вгс яр' р ур 1,3 ... 2,2, Угол наклона ступицы ко ,„ и с 2 (рис. 9.!4 б) принимают в пределах 7 .. !О', так каи расстояние м 1„„ иг 1КНДКОС.ИЫМ КОЛЬИОМ И Стуницгй ду центре колеса больше, чем у торцов, е в С1 Аг >Юд При такой форме внутренней поверх. г »ОСТИ жили~от~ого кольца выпалив„ ике ступицы наклонной приводит ит к, иг 2 томУ, что в зазоре д (см. Рис. 9.3) ' сгта'тгя меньше 1Зза, а Спедпватедьио, Уэели1нвается производительность п(1 иг сравнению с ее значением для ЖКВ)4 имеюп1"0 рабочее колесо с цилиндрн.' ческой ступицей (гм, рис д !4 ) р гг Вь1ходной Угол 51 наклона лопата сноросгн м род ленво сбсолмтноа и, Рнс.
Э,1Б. Слемс он елен к . а выбираю~ в пределах 135 ... олег атак стн мндкостн с, орн (мллнчнон еы- !50', что объясняется рядом причи . Г. н. коласа лонэток рсбоеего ат в ЖКВН сжимается н выталкизаетгя в иагиетательное окно за счет движениЯ. Разность скоРостей с, н иг энергии, которую получает от ж . дает скорость юг Наличие Радиальной К т ГО КОЛЬца К жИЛКОСтНОМ КОЛЬ СКОРОСТИ Шг ПРИВОДИТ К Об аЗОВ ц эиг и и вь1ходе жидк"ст1' них стороне вгасывання (0 0 ц.- !30' нв с лопаток в безлопаточное нос простраивиде кинетической энергии, ко о ая СТВО, ЧТО УВЕЛИЧИВаЕт ПОТЕ И Н мощности.
р рпноиальна квалрату абсолют- а стороне всасывэииа (О «( 0 . Ость н Лбс и~~ ~„~~~~~ Фс =- 35 150' (рнг. 9.!6); этим объмаксимальна при лопатках, загнутых ЯсиЯегсЯ минимУм УДельной мои!ности гперед (()Б) 90') (рис. 9 !5) Тани вакутмиого пасоса ВВН(-0.75 при ~ююы можно выполнять прямыми : а ио изогну„,ми по радиусу 40 кпа, Работе "" воле и и 0 ьэоваКак аокааыэают результаты экспе н' нни Рабочего колеса г вылодиь . альных игглелований, ЖКВН с наклона, лопаток Вэ -- !50 иым углом холеса11И, имеющими плавно изогнгме по изогнуРзвиых радиусу лопатки, при прочих ОкРУжиаа скоРость иг —— 2, О, = пгсл на изводи размерах имеют ббльшую пр пеРифеРии Рабочего колеса ог раиичена ческий КП.. кольца, В лоп 7(.
Р а также возникновением кавнтэц Р т тэцион. гсстиого О иых явлений. Минимальная око скорость к льна жидкость совершает' щожкое движение При выходе с початки ко леса она совершает пеРенос. и ' Зр (р — 2р( l(Р (9. ! !) ис 9 !О), относительное — со ско. тью ы; а т, учитывающий Ы ак-Олютная скорость щи~ко форму " '~" лопат и Равна сг, Траектории В движения едкости в безлопаточном простраист. ть эквидистантн Б1И Р дц с да в той же точке А жид- ско ости 11и радиусу кор. Зависимость удельной мощкост КОСТИ ОТ ° кэ кого простра ~ст и ва жидкость дол- ные знач н рости и, имеет минимум. Оптималь- сть ас, направленн ю ность м иметь скоро аЧЕННЯ иг (КОГДа УДЕЛЬиаа МОШ- ""этельиой к г аекто ин В иннмальна) зависят от режима к траектории своего работы вакуумного насоса (давлений р МЕХАННЧЕСДНЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ 7,8 (7,6 -(),В -2 -Э,2 (7 УВ 18(7 277 У, ' Рмс. Р.19.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
