Определение числа оборотов колеса

Определение числа оборотов колеса

 

Работоспособность насоса определяется условиями всасывания, зависящими от числа оборотов. При большом числе оборотов скорость на входе в рабочее колесо насоса может стать настолько большой, что падение давления жидкости на всасе приведет к кавитации. По этой причине расчет насоса начинают с определения предельного числа оборотов, выше которого при параметрах проектного задания кавитация неизбежна:

 

= об/мин (1)

 

Здесь C=900¸1500 - кавитационный коэффициент быстроходности насоса.

Рабочее число оборотов насоса выбирается, исходя из значений стандартного ряда частот, характерных для насосов данного типа. Например, для водяных насосов консольного типа характерными являются частоты 1450 и 2900 об/мин.

Тип рабочего колеса насоса определяется его быстроходностью (удельным числом оборотов ns). Для расчета этого показателя необходимо задать напор колеса, зависящий от числа ступеней i. При многоступенчатом варианте напор насоса равен сумме напоров отдельных ступеней. Напор ступеней принимается одинаковым.

Правильность выбора числа ступеней проверяется по значению удельного числа оборотов, которое для центробежных насосов изменяется в интервале ns = 40¸300.

При расчете удельного числа оборотов следует иметь в виду, что при умеренных напорах и больших подачах однопоточная схема может не реализовываться. В этом случае следует переходить к расчету колеса двухстороннего всасывания, используя половинное значение проектной подачи.

Расчет удельного числа оборотов

 

Заданные параметры насоса, число ступеней и число оборотов определяют его быстроходность:

 

(2)

 

При оптимизации конструкции необходимо учитывать, что:

а) гидравлический и полный КПД центробежного насоса достигает своего максимального значения при ns =80¸150;

б) с уменьшением ns рабочее колесо становится чрезмерно узким и неэкономичным.

 

Определение коэффициента полезного действия и мощности насоса

 

Используя опытные данные, оценивают общий КПД и потребляемую насосом мощность (мощность на валу).

Общий КПД насоса равен:

 

h = hо hг hмех= 75,32 %,

где hо = = 95,51 % - объемный коэффициент полезного действия насоса, учитывающий объемные потери в насосе ( =0,85¸0,98); hГ - гидравлический коэффициент полезного действия, учитывающий потери насоса вследствие гидравлического трения, ударов и вихреобразования в проточной части ( =0,8¸0,95):

 

hг = 1 - =1- = 83,02 %,

 

где D1п - приведенный диаметр рабочего колеса на входе.

 

D1п= =0,0379м=38 мм.

 

Механический к.п.д. =0,9¸0,96.

Отсюда мощность на валу насоса:

 

Nв= = =0,45 кВт

 

Уравновешивание осевой силы

 

Осевая сила возникает в результате действия потока на внутреннюю и наружную поверхность рабочего колеса. При мощности насоса до 10 кВт осевую силу воспринимают подшипники электродвигателя. При большей мощности в одноступенчатых насосах применяют разгрузочные отверстия или импеллеры

 

Выбор двигателя

 

Для привода водяных насосов консольного типа преимущественно используются асинхронные электродвигатели серии 4А. Для выбора электродвигателя руководствуются частотой вращения насоса и его мощностью. При этом требуется учесть необходимость запаса по мощности во избежание выхода двигателя из строя при запуске, когда возникают большие пусковые токи. Коэффициент запаса =1,05¸1,5 выбирается, исходя из величины мощности насоса. Большие значения коэффициента соответствуют меньшим значениям мощности.

Выбор электродвигателей производится по каталогам и справочникам [5].

Таким образом, выбираем электродвигатель 4АА63В2УЗ с номинальной мощностью 0,55 кВт.

 

Список литературы

 

1. Нагнетатели и тепловые двигатели /В.М.Черкасский и др. -М.: Энергоатомиздат, 1997. 384 с.: ил.

. Малюшенко, Михайлов. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.:Машиностроение, 1977. 288 с.: ил.

.Тыркин Б.А., Шумаков В.В. Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов. М.: Высшая школа, 1985. 247 с.

. Елисеев Б.М. Расчет деталей центробежных насосов. М.: Машиностроение. 1975. 207 с.

.Алиев Г.А. Справочник по электротехнике. М.:Энергия, 2003. 242 с.

Определение числа оборотов колеса

 

Работоспособность насоса определяется условиями всасывания, зависящими от числа оборотов. При большом числе оборотов скорость на входе в рабочее колесо насоса может стать настолько большой, что падение давления жидкости на всасе приведет к кавитации. По этой причине расчет насоса начинают с определения предельного числа оборотов, выше которого при параметрах проектного задания кавитация неизбежна:

 

= об/мин (1)

 

Здесь C=900¸1500 - кавитационный коэффициент быстроходности насоса.

Рабочее число оборотов насоса выбирается, исходя из значений стандартного ряда частот, характерных для насосов данного типа. Например, для водяных насосов консольного типа характерными являются частоты 1450 и 2900 об/мин.

Тип рабочего колеса насоса определяется его быстроходностью (удельным числом оборотов ns). Для расчета этого показателя необходимо задать напор колеса, зависящий от числа ступеней i. При многоступенчатом варианте напор насоса равен сумме напоров отдельных ступеней. Напор ступеней принимается одинаковым.

Правильность выбора числа ступеней проверяется по значению удельного числа оборотов, которое для центробежных насосов изменяется в интервале ns = 40¸300.

При расчете удельного числа оборотов следует иметь в виду, что при умеренных напорах и больших подачах однопоточная схема может не реализовываться. В этом случае следует переходить к расчету колеса двухстороннего всасывания, используя половинное значение проектной подачи.