Профилирование спирального отвода

Конструкция спирального отвода (Рис.14) позволяет поддерживать скорости в отводе в определенных пределах.

Рис. 4. Конструкция и основные геометрические размеры спирального отвода

Выравнивание скоростей в отводе позволяет сократить потери (на удар, трение, вихреобразование и т.д.). Поэтому сечения отвода S , радиусы R и r рассчитываются из условия постоянной расходной скорости c , когда вихреобразование в канале минимально. При этом принимаются следующие размеры канала (Рис. 4):

R ₃ = (1,03 ¸ 1,05) D ₂/2, мм; (2.1)

b ₃ = b ₂ + (0,02 ¸ 0,05) D ₂, мм. (2.2)

Сечения улитки по возможности делают круговыми диаметром d = 2 r. Расходная скорость рассчитывается по выражению:

,м/с. (2.3)

Начальный диаметр определяется по формуле:

, мм. (2.4)

Сечения улитки по возможности делают круговыми диаметром d = 2 r. Расходная скорость рассчитывается по выражению:

,м/с. (2.3)

Начальный диаметр определяется по формуле:

, мм. (2.4)

Зазор между колесом и языком во избежание существенного перетока жидкости из начальных сечений в отвод должен соответствовать значению, определяемому по зависимости:

, мм. (2.5)

Коэффициенты к _с (n _s), к _нач (n _s) определяются по приведенной ниже номограмме (рис. 15):

Рис. 5. Номограмма для расчета k _с и k _нач [4]

 

Расчет площади сечения спирального отвода производят, задаваясь значениями угловой характеристики φ в интервале 45° ÷ 315° с шагом 45°:

, м². (2.6)

Здесь Q, м³/с; C _с, м/с; φ, град.

Диаметр кругового сечения спирали d рассчитывается по соотношению:

, м. (2.7)

Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.

Таблица 8

Характеристики спирального отвода

Угол	Сечение отвода	Диаметр отвода
j, град	, м^2	, м
45°
90°
135°
180°
225°
270°
315°

 

Следует иметь в виду, что круговое сечение на начальном участке спирали не реализуется, и канал здесь имеет прямоугольное сечение.

Проверочный расчет лопаток рабочего колеса на прочность

При работе насоса лопатки несут три вида нагрузок под действием:

– центробежных сил;

– разности давлений перемещаемой среды на рабочую и тыльную стороны лопатки;

– реакции деформирующихся основного и покрывного дисков.

На практике вполне достаточно учета действия центробежных сил, т.к. остальные нагрузки значительно меньше.

При расчете лопатку рассматривают как балку толщиной d, мм, работающую на изгиб. Ориентировочно изгибающее напряжение в лопатке можно подсчитать по формуле:

, кг/см², (2.8)

где R ₁ = D ₁/2 и b ₁ – радиус колеса и ширина лопатки на входе в рабочие каналы соответственно, мм.

Допустимые напряжения в теле лопатки равны [ s _и] = 2400 кг/см².