Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Будем использовать осредиеиные по ширине сборника значения окружных (сз„) и радиальных (см) скоростей и давления ро иа началыюй окружности сборника (участок в--г1. Тогда соотношения (6,25) и (6.26) можно преобразовать в слелуюший вил: лентное смешение утечек, поступающих в сборник, с потоком в сборнике. При пулевых утечках, т, е.
прн отсутствии расходного течения в зазоре, будет иметь место радиальное течение в пограничных слоях на стенке корпуса )от периферии к центру) и на диске (от центра). Влияние иа окружную неравномерно".ть давления в зазоре течения в пограничном слое на стенке аналогично влиянию утечек, направтснных к центру, а влияние тече- ттр=зи ттн нв Рн-ззз -рн- з); Рнс. 6.0. График изиенеиня по рав«усу осевого зазора (сн.
рис. В.З! окружной неравномерности давления (ФГсннн =055 —:003); гн=!050-:!700 рад!с етецкн, ненренееннне к кентри О-О 7 .;!го У 2 3'=О ОЗ1' н та" в-о:~. 3 !от ст-е„,',з, » 1.з ~ з-о, з; а-во* и -о,р з го з,зз ~ У*' 2 нуленне утека !Ч о). к-3=о.озц а Утенке, напри ценнее нт центро: С1 — О)иг 1о' ". т — ое', и т ° О,чтз ~о'.— ~ .в: .т=-е,з. н-"-оо у' 0.В 0Д -др 31! ния в пограничном слое »а диске — влиянию утечек, направленных от нс»при.
Ни р»с. !!.Х»ршкдшп,! результаты исследования влияния утечек»а !«змепс»»с но радиусу осевого зазора окружной неравномерности давлен»я. Исследования проводились на высокооборотном насосе при изменении ширины и формы осевого зазора )см. рпс. 6.3). Давления измерялнсь на восьми радиусах зазора. Неравномерность давления на периферии зазора создавалась работой пасоса иа расходах, существенно отличных от расчетного. Данные, приведенные на рнс. 6.8, показынакг! изменение по радиусу разности давлений, соответствун»ц»х д»аметрально противоположным точкам.
Видно, что незавнспмо от формы и величн»ы зазора, величины и направления утс гск с уменьшением радиуса, начиная с 0=0,9 !ближайший радиус к периферии, на котором измерялось давление), опытныс точки располагнготся около нулевого значения неравномерности с разбро- 2»» / "з з Й», =' — Ьзго ! Рзсоз»ФР— рьзгз ! с сиз !Ф! — ! гзл'„»» гйп чд»р 'о о о (6.29) » зл )с,,з — - — Ьзгз ( Рзз!пЧ»с(»г — Р(»згз~ 1' с.-', з(пЧ»»йе+ !' сз,сззсозцс(цт~, 'о ,и о (6,30) Величина радиальной силы и ее направление определяются проекцнямн Коз н !с,, „: )~,=~/ И,з,+ ф„; »р = агс 1я— !г» „ й,» ' (6.32) Распределение давления по начальной окружности сборника найдется с помощью соотношения (1.!29). Полагая !! О, полу- чим гз' л», »' »;„» х'-' ГА — — . ' 0,2»:! л- 0,75 — "' ! 1п Изменение по углу окружной скорости сз, определяется по формуле (2.16).
Распределение скорости сз, по начальной окружности сборника найдется с помощью выражения (утечками пренебрегаем): !»г (с„»» Г! ! ас„»» Г (6.84) о,»з чч. ь.,»з Для расчета радиальной силы с использованием соотношений [6.29) — (6.34) и (2.16) сначала следует определить по формулам (1.142) и (1.150) изменение с„„н р», по углу»р. Так как изменение по углу площади и среднего радиуса сечений сборника в общем случае имеет сложный характер (рис. 1.29), то интегралы, входящие в выражения (6.29) и (6.30), определяются путем численного интегрированна. сом -~20»Уо от неравномерности на периферии зазора. Это показывает, что в осевом зазоре окружная неравномерность давления резко уменыиается с уменьшением радиуса, достигая нуле.
вого значения на радиусах весьма близких к наружному радиусу диска. Такое резкое уменьшение неравномерности может быть объяснено высокой турбулентностью потока в осевом зазоре. На основании изложенного можно принять, что в осевом зазоре давление пс зависит от угла чс То~да в уравнениях (6.27) и (6.28) последние члены будут равны нулю и выражения для составляющих радиа.чьной силы примут вид: Глава И1 ПОРЯДОК И ПРИМЕР РАСЧЕТА ШИЕКО-!)<ЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 'г!сходи!<ми данными для ппродииамического расчета насаса являются: огиовиыс характеристики рабочей жидкости насоса: Плотность, давление насыщенных !юров, вязкость; минимальное давление и максимальная темиература жидкости на входе в насос; массовый расход жидкости; Потребное давление на выходе из насоса, Целью расчета является оиределение частоты вращения вала, размеров основных элементов насоса (Подвода, шнека, центробежного колеса. отвода), потребляемой мощности„к.
и. д., энергетических характеристик, гидродинамических осевых и радиальных сил, действующих иа шиеко-центробежное колесо, и массы насоса. Ниже излагаются порядок и пример расчета шиеко-центробежного насоса <' высокими аитикааитациоииыми качествами. При проведении расчетов рекомс»дусгся вести Прорисовку Проточной части насоса, тд, РАСчит ПОДВОДЯ В с»1)"ю<' 1 <я!го)1ьии<о п»го»<1 и<)!<Иод и»<по тилстся В и1ще кои» и<.»<и<! И»труби» Ди»мс< р с<о выходного сечения оир!дс.
ляется 1»! Раич< и! щ!и к!1, » .Иьзиетр вход» вЂ” из угтовия увел»- нею!я щ<орости в !юдводс иа )5 — ЗО<)ю Если насос неко!!с!)льный, то в качестве входного устройства исиользуются колин:: иразиый, кольисиои, сииральный нли ио.тусиира.лыи!с )см, г,). !). тд.
РАсчет шнекА Для оиределеиня угловой скорости ар»Пи и!ги иии!!а следует сначала найти задан)!ый срывиой кавитаип ниц!и >< иас ))!и. Величина Л)1!! вычисляется ио заданному минимальному пол- НОМУ ДаВЛЕИИЮ жИДКОСтн На ВХОДЕ В Инеи! Р'"',;! „„„И Даадсш<к! насьиисииых паров (ири максимальной т<".И<сратуре): З<З ййп ='""" '"; — Лй„„, (7 1) р где ЬА „— запас на расчет (погрешность способа расчета и от. личие антикавитациоиных свойств различных экземпляров одного и того же насоса, вызванное технологическими факторами). Допустимая угловая скорость вращения определяется по формуле: ы =- си .аап сч (7.2) 298 0 "ч Значение срывиого кавитацианного коэффициента быстроходности Сп в первом приближении оценивается с помощью рис.
3.21 и 3.42. Если величина скорости вращения не может быть принята по каким-либо соображениям в соответствии с форму. лой (7.2), то, задаваясь величиной ы, по (7.2) определяется потребное значение Сц. В дальнейшем при расчете шнека проверяется правильность выбора значения Сп. Для обеспечения высоких антикавитациониых свойств шнека (большие Сп) в первую очередь должно быть обеспечено необходимое значение коэффициента диаметра шнека Ко„. Ори. ентируясь иа рис.
3.21 и 342 и имея также в виду, что обычно втулочиое отношение для консольных насосов д„= =0,25 —:0,40, выбираем величину Каче По значению Кэ„, можно определить угол входа потока в межлопаточные каналы шнека и, задаваясь оптимальными величинами углов атаки потока Г,э=5' —;!!' [62), можно рассчитать значение угла установки ло. латок шнека на входе Г?.З) Если пет большой псгнзхолимосгп в ~ окрэипчщи осевых габаритов шнека, то можно принять число лопаток шнека э=2. Велнчинаэ и толщпн лопаток н входных кромок рабочих колес задаются минимально допустимыми, исходя из соображений прочности Со стороны входа в шнек его лопатки должны быть заострены с тыльной стороны, причем угол заострения должен быть ие более угла атаки.
Форма входной кромки эыпочняется по рекомендациям подраздела 3.5.8. С цслшо увсличсчия гидравлического и расходного к. п. д. насоса Гза счет уменьшения Р1) длч высоких значений Сп (более 4000) целесообразно делать шнек выставным. При этом отношении диаметров шнека и входа в колесо не должно превышать 1,3, В остальном порядок рэ цпа шнека ясен нз примера расчета. Для ликвидации вредного влияния противотоков из центробежного колеса и утечек, поступающих пз переднего уплотнения колеса, следует установить конус, внутренний диаметр которого Р,,ж Р, (впоследствии оптимальная величина этого диаметра уточняется эк- сперимеитально).
С целью сокращения осевых габаритов насоса вместо шнека с постоянным наружным диаметром можно применить двухступенчатый шнек (по наружному диаметру), Диаметр второй ступени шнека примерно равен Рм а шаг — примерно на 60'и больше выходного шага первой ступени Переходной участок между цилиндрическими ступенями рекомендуется делать коническим с шагом, ирсиьппа!оп!пм па 20 —:30сй вйходной шаг 1 ступени. тз. РАсчет йентРОвезкнОГО кОлесА В первом приближении определим наружный диаметр ко- леса Рь Для этого по формуле (2.21) найдем в первом прибли- жении отношение РиРь Значение о„выбирается, исходя из не- обходимого вида энергетических характеристик (см.
гл. И). Произведение й!П, оценивается по формулам (1.112) и (1.1!3). В связи с тем, что комплекс Ф!Ч, зависит от отношения Р!!Рз, расчет по формуле (2.21) проводится методом последовательно- го праблпженпа. После определения Рз найдем угол лопаток иа выходе ко- леса ()г,, и шиРинУ колеса Ьь Опыт показывает, что шиРинУ ЬР следует выбирать достаточно большой, чтобы у выхода из ко- леса пе произошло смыкания пограничных слоев.
С этой целью следует принимать — — — =06 -1, Г! О!Э! 5!и 11!л ( .4) Р, ТХ!Ь!э!п()х„ Из формулы (7.4) иолу*!им следующую связь между Ьэ и 6г„„. (7.5) О У /Рэ Мпйы Другую связь между Ьз н ()зз найдем из выражения для расход- ного параметра !Тр. Ь,= (7.6) лиьО др 1ЕР,, Приравнивая правые части уравнений (7.5) и (7.6), получим формул) для ()зз! еы! ' !„ ( .7) (Р!/Гд 0 Значение Ьз определяется по формуле (7.5). Если угол (гз„при- нят равным 90', то для увеличения Ьз следует принимать мень- шее из рекомендуемых значение Ь!/гз, Количество лопаток г принимается равным 6 — 12. Если вы- яснится, что вход в колесо при выбранном числе лопаток силь- но загроможден, то следует уменьшить число лопаток, вводя дополнительные лопатки, начинающиеся на диаметре, превы- шающим Рь После проведения указанных расчетов следует уточнитьдиаметр колеса Е>ь Для этого необходимо определить коэффициент й-, Если отношение — '" ~ 0,2 и Г~/Е»~1, то Ф, можно опрея» делить с помощью рис.
1.15=.1,17 по значениям х»ь [)»л н г. Зная Ф:, определим коэффнцпент теоретического напора 77„= й,(1 д„). (7.8) ххля насосов с 0~<0,5+0,6 гидравлический к. п. д. равен 0,82 — 0,85 (см. разд. 1А.З). В случае цгптробсжных насосов с Ю~>0,5 —:0,6 гпдравличсскнй к. и. д, можно оп<пить по формуле (!.114). Используя пол)чснное значение Ч„, найдем теоретцческий напор пасоса при конечном числе лопаток (7,9) Н,=— чг Зпачення 77„0, используем для определенпя окружной ско- ростп колеса (7.!О) по которой находптся дпаметр х)ь Еслн отличие полученного значения 17» от исходного значения превышает 3 — 5'7», то следует сделать еше одно приближение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
