Курсовая работа: Гидравлический расчет проточной части центробежного насоса НЦВС 40/30
м/с
2.2.36 Относительная скорость на выходе
м/с
2.3 Профилирование канала рабочего колеса в меридиальном сечении
Применяется линейный закон изменения С´m1 до значения С´m2 в функции от радиуса R.
Rвх=0,03 м = R1
Rвых=0,077 м = R6
Cmвх= 3,82 м/с
Cmвых= 3,06 м/с
Закон изменения ширины канала Bi в зависимости от Сmi имеет вид:
Изменение Cmi от Ri и Bi от Сmi и Ri как Сmi = f(R1) и Bi = f(Cmi; R1)
Можно изменить в табличной форме. (табл. 2.3.1.)
Таблица 2.3.1. Профилирование канала рабочего колеса
| № |
Ri (м) |
Сmi (м/с) |
Вi (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)
Wвх = W1 = 10,5 (м/с)
Wвых= Wc = 9,1 (м/с)
Закон изменения W от К имеет вид
W = 9,9 – 3,23 · R1
Имея функцию лопатки W = f(R) и Cmi = 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 · Ri – приращение радиуса
βi и βi + 1 – значение подынтегральной функции в начале и конце участка
Δφi – 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 |
|
Ri |
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 |
| C´m | 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 |
| C´m/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 |
|
ΔR´i |
0 | 0,009 | 0,009 | 0,009 | 0,009 | 0,009 |
|
|
50,82 | 44,41 | 39,59 | 35,49 | 32,65 | 31,68 |
|
Δφi =
ΔRi + |
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:
м
м
2.5.2 Ширина входа в спираль с учетом осевого приращения колеса
м
2.5.3 Радиус кругового сечения спиральной камеры
,
где k – коэффициент, который находится по формуле
Радиус спиральной камеры определяется для восьми сечений, для различных значений угла φ, которым задается. Расчет радиусов ведем в табличной форме (табл. 2.5.3.).
Таблица 2.5.3.Расчет радиусов
| № | φ° |
|
|
|
|
ρ |
R0=R3+ρмин |
Rc=R3+2ρ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| I | 45° | 0,0002 | 0,0004 | 0,000032 | 0,005649 | 0,00585 | 0,08515 | 0,091 |
| II | 90° | 0,0004 | 0,0008 | 0,000064 | 0,00799 | 0,00839 | 0,08769 | 0,9608 |
| III | 135° | 0,0006 | 0,0012 | 0,000095 | 0,00979 | 0,01039 | 0,08969 | 0,10008 |
| IV | 180° | 0,0008 | 0,0016 | 0,000128 | 0,011299 | 0,012099 | 0,091399 | 0,103498 |
| V | 225° | 0,001 | 0,0021 | 0,00016 | 0,012634 | 0,01363 | 0,09293 | 0,10656 |
| VI | 270° | 0,0012 | 0,0024 | 0,00019 | 0,013839 | 0,01504 | 0,09434 | 0,10938 |
| VII | 315° | 0,0014 | 0,0026 | 0,000223 | 0,014948 | 0,016348 | 0,095648 | 0,111996 |
| VIII | 360° | 0,0016 | 0,0032 | 0,000255 | 0,01598 | 0,01758 | 0,09688 | 0,11946 |
2.6 Подвод жидкости к рабочему колесу
Форма подводящего канала к рабочему колесу оказывает существенное влияние на равномерное распределение скоростей на входе в колесо, а так же на КПД и кавитационные качества. При консольном расположении рабочего колеса наилучшим типом подводящего канала является осевой конический патрубок (конфузор), который, сужаясь по направлению к колесу, обеспечивает повышение скорости потока на 15-20% равномерный ассиметричный поток на входе в колесо. Размер входного патрубка определяется по сечению всасывающего патрубка, который рассчитывается, исходя извеличины допускаемых гидравлических сопротивлений. Для насосов повышенной быстроходности в патрубке устанавливается втулка обтекаемой формы, соединяется с ним плоскими ребрами, что обеспечивает отсутствие закручивания потока на входе в рабочее колесо.
Для насосов, вал которых опирается на подшипники с двух сторон рабочего колеса, применяется спиральный подвод.
2.7 План скоростей потока жидкостей на входе и выходе рабочего колеса
Характеристика потока в любой точке определяется величиной и направлением скоростей, для чего должен быть построен план, или треугольник скоростей. Абсолютная скорость частицы жидкости в каждой точке колеса при его вращении складывается из переносной окружной скорости колеса и относительной скорости по лопасти колеса.
