Расчетно - грфическая работа № 1

РАСЧЕТ КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

 

Пример выполнения расчетов

Методика расчета основных размеров колеса центробежного насоса

 

 

1. Определяем коэффициент быстроходности насоса:

 

где Q – производительность насоса, м3/сек;

Н – напор, м.вод.ст.

 

 

2. Окружная скорость колеса на внешней окружности:

 

где K_u – коэффициент окружной скорости, учитывающий влияние числа лопаток и профилирующего угла на выходе на напор (выбираем из таблицы 1)

 

 

Таблица 1

Коэффициент быстроходности ns, об\мин	Коэффициенты
Ku	Kc	ψ	Kp
50 – 60	0, 98 – 1	0, 18	2, 5	0, 1
70 – 100	0, 97 – 0, 98	0, 13 – 0, 15	2, 5 – 2, 0	0, 1
100 – 120	1, 0 – 1, 05	0, 15 – 0, 17	2, 0 – 1, 8	1, 0 – 0, 11
120 – 200	1, 05 – 1, 15	0, 17 – 0, 22	1, 8 – 1, 5	0, 12 – 0, 15

Схема к расчету рабочего колеса

 

3. Наружный диаметр колеса:

 

4. Мощность, потребляемая насосом:

 

где	Q –	расчетная производительность насоса, принимаемая на 8-15% больше заданной с учетом щелевых потерь жидкости, м3/сек;
	ρ –	плотность жидкости, кг/м3 (для воды = 1000 кг/м3);
	Н –	напор, создаваемый насосом, с учетом высоты всасывания, м.вод.ст.;
	η н –	общий к.п.д. насоса η н = η о · η г · η м;
	η о = 0, 94 - 0, 98 –	объемный к.п.д. насоса, учитывающий потери жидкости через зазоры и перепуск вследствие циркуляции;
	η г = 0, 75 - 0, 90 –	гидравлический к.п.д. насоса, учитывающий потери на сопротивление в проточной части, вихреобразование и удары;
	η м = 0, 87 - 0, 95 –	механический к.п.д. насоса, учитывающий потери на трение в подшипниках и сальниковых устройствах.

 

Общий к.п.д. насоса η _н лежит в пределах 0, 7 – 0, 9, причем низшее значение имеют насосы с меньшим коэффициентом быстроходности η _s.

 

5. Диаметр вала насоса определяется из расчета на кручение по сниженным напряжениям:

 

6. Диаметр спицы рабочего колеса

D_ст = (1, 3 – 1, 5) · d_в , см

 

7. Скорость входа жидкости на рабочее колесо:

 

где К_с – коэффициент скорости входа, выбирается из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

8. Входной (внутренний) диаметр рабочего колеса D₁ определяется из уравнения расхода (размерность диаметра D₁-м):

 

9. Наружный диаметр D₂ и внутренний D₁ связаны отношением выбирается из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

10. Ширина рабочего колеса на внутренней окружности определяется из уравнения сплошности (размеры в₁ – м):

Q_p = π D₁ · в₁ · с₁

 

11. Ширина рабочего канала колеса на наружной окружности:

 

где С_р – радиальная скорость жидкости в колесе.

 

 

где К_р – коэффициент радиальной скорости, выбираемый из таблицы 1 в зависимости от коэффициента быстроходности η _s.

 

Расчетно – графическая работа № 2

Расчет величины потерь давления в трубопроводе

осушительной системы

Расчетная схема системы осушения:

1 – фильтр; 2 – клапан проходной невозвратно-запорный; 3 – клапан проходной запорный; 4 – ответвление; 5 – колено; 6 – коробка клапанная; 7 – насос.

 

1. Определяем скорость жидкости на участке Б-В:

 

где υ ₁ = 2, 0 м/с – скорость жидкости на участке А-В;

d_{1 вн}, d_{2 вн} – внутренний диаметр труб на участках А-Б и Б-В.

 

2. Находим число Рейнольдса на участках А-Б и Б-В:

 

Полученные значения числа Рейнольдса сравнить с критическим числом

R_{e кр} = 2300-2320.

Если R_e > R_{e кр} – поток турбулентный;

R_e < R_{e кр} – поток ламинарный.

3. Подсчитываем общий (суммарный) коэффициент сопротивления отдельно для участков А-Б и Б-В.

Σ ξ _А-Б = ξ ₁ + ξ ₂ + 8ξ ₃ + 7ξ ₄ + 10ξ ₅ + ξ ₆ + ξ ₇

Σ ξ _Б-В = 4ξ ₅ + ξ ₂ + ξ ₃

 

где ξ ₁ – коэффициент сопротивления фильтра = 2, 4;

ξ ₂ – коэффициент сопротивления невозвратно-запорного клапана = 4, 7;

ξ ₃ – коэффициент сопротивления запорного клапана = 4, 7;

ξ ₄ – коэффициент сопротивления ответвлений = 0, 1;

ξ ₅ – коэффициент сопротивления колена = 0, 2;

ξ ₆ – коэффициент сопротивления клапанной коробки = 3, 6;

ξ ₇ – коэффициент сопротивления насоса = 0, 06.

 

4. Вычисляем падение давления на участках А-Б и Б-В;

где ℓ ₁, ℓ ₂ – длина участков трубопровода, м;

d_{1 вн}, d_{2 вн} – внутренние диаметры труб участков, м;

υ ₁, υ ₂ – средние скорости движения жидкости на участках, м/с;

λ ₁, λ ₂ – безразмерные коэффициенты сопротивления трения, характери-зующие потери энергии движущегося потока жидкости на единицу длины трубопровода и определяется в зависимости от режима течения жидкости.

 

При ламинарном движении:

 

При значении R_e от 4·10³ до 10⁵ (турбулентное движение):

 

При R_e в пределах от 10⁵ до 3·10⁶ :

5. Определяем общую величину падения давления в трубопроводе осушительной системы:

∆ Р = ∆ Р_А-Б + ∆ Р_Б-В

 

ВАРИАНТЫ К РАСЧЕТНО – ГРАФИЧЕСКИМ РАБОТАМ

 

Расчетно-графическая работа № 1

Определить основные параметры центробежного насоса

по следующим данным

 

№№ Вариантов	Производительность Q м3/ч	Напор Н.м. вод. ст. .	Частота вращения n об/мин	Примечание

Расчетно-графическая работа № 2

Определить величину падения давления в трубопроводах

системы осушения, изображенной на схеме по следующим данным

 

№№ Вариантов	Диаметр трубопровод на участке А -Б d1/3; мм	Длина уч-ка А-Б 1; м	Ср. скорость жидкости на А-Б V1 м/с	Длина уч-ка Б-В 2; м	Диаметр труб на уч-ке Б-В d1/3; мм	Коэффиц.кинематич вязкости
	108/3		1, 6		159/4	1, 54
	96/3		2, 0		160/4	1, 12
	106/3		2, 2		132/4	1, 14
	158/4		2, 1		180/4	1, 42
	196/3		1, 4		188/4	1, 47
	108/3		2, 0		132/4	1, 52
	108/4		1, 8		120/4	1, 53
	89/3		1, 7		110/3	1, 12
	146/3		1, 5		156/3	1, 21
	148/4		1, 2		158/4	1, 24
	132/4		1, 4		110/4	1, 28
	136/6		2, 0		159/4	1, 62
	98/4		1, 6		158/4	1, 47
	108/4		2, 2		122/4	1, 51
	106/3		2, 1		128/4	1, 50
	92/4		1, 8		142/4	1, 53
	178/4		1, 7		128/4	1, 18
	169/3		1, 6		126/3	1, 27
	128/4		1, 5		133/3	1, 43
	126/3		1, 2		154/4	1, 39
	134/4		1, 8		159/3	1, 38
	126/3		1, 9		169/4	1, 53
	138/4		1, 7		166/3	1, 54
	142/4		1, 6		170/4	1, 47
	128/4		2, 1		132/4	1, 18
	108/4		2, 0		136/4	1, 39
	106/3		2, 2		126/3	1, 38
	89/3		2, 3		118/4	1, 52
	128/4		1, 6		159/4	1, 53
	118/4		1, 5		162/4	1, 56
	116/3		1, 7		133/3	1, 37
	158/4		1, 8		128/4	1, 44
	162/3		1, 6		126/3	1, 49
	124/4		1, 4		196/4	1, 51
	132/4		1, 3		198/4	1, 50
	108/4		2, 0		142/4	1, 37
	106/3		2, 2		144/4	1, 28
	108/4		2, 0		128/4	1, 53
	128/4		2, 1		132/4	1, 52
	193/4		2, 0		138/4	1, 54

 

Литература

 

1. Власьев Б.А., Резник Ю.И. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - Л.: Судостроение, 1989.

2. Богомольный А.Е. Судовые вспомогательные и рыбопромысловые механизмы. - Л.: Судостроение, 1971.

3. Туркин А.А. Вспомогательные механизмы и технологические холодиль-ные установки промысловых судов. - Л.: Судостроение, 1966.

4. Хетагуров М.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - М.: Транспорт, 1966.

 

 

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: