Расчёт центробежного насоса

Санкт-Петербургский  Государственный Морской Технический  Университет

кафедра  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчётно-пояснительная  записка

к курсовому  проекту

по судовым  гидравлическим машинам

Охлаждающий насос

Часть 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                  Выполнил студент группы 6325 Хохлов Д.И.

                                                  Руководитель Боровикова И.А. 
 
 
 
 

Санкт-Петербург 2010 г.

Содержание.

1. Исходный данные для расчёта

2. Определение  параметров ступени

3. Расчёт основных размеров входа РК

4. Расчёт основных  размеров выхода РК

5. Построение меридиального сечения РК

6. Проверочный расчёт на кавитацию

7. Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Исходные данные для расчёта

1. Подача……………………………………………………..Q = 0,016

2. Напор……………………………………………………...H = 180

3. Давление в воздухоудалителе……………………………P =

4. Сопротивление приёмного трубопровода………………

5. Высота всасывания……………………………………….

6. Температура жидкости……………………………………t =

7. Давление насыщенного водяного пара

при данной температуре…………………………………….

8. Плотность  среды при данной температуре……………...

9. Число параллельных  потоков…………………………….

10. Число ступеней…………………………………………...

11. Коэффициент  запаса……………………………………...A = 1,2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Определение параметров ступени

      Рассчитываемый охлаждающий насос забортной воды является одноступенчатым однопоточным насосом с напором колеса и подачей колеса .

      1. Определяем критический кавитационный запас энергии

;

      Принимаем A = 1,2 – коэффициент запаса.

      Критический кавитационный запас энергии  определяем из уравнения для допускаемой  высоты всасывания

.

      2. Определяем максимально допустимую  частоту вращения.

      Максимальная  величина частоты вращения ограничивается возможностью появления в насосе кавитации.

      Кавитационный коэффициент быстроходности принимаем  .

.

      3. Определяем рабочую частоту вращения, задавшись коэффициентом быстроходности

.

      Выбираем  электродвигатель ПР61М: , N = 7 кВт.

      4. Определяем значение объёмного КПД, учитывающего протечку жидкости только через переднее уплотнение рабочего колеса

.

      Учитывая остальные протечки, имеющие место в судовых насосах, определим объёмный КПД:

.

      5. Определяем расчётную подачу:

.

      6. Определяем гидравлический КПД.

      Из  уравнения подобия находим приведённый  диаметр входа в колесо:

.

      7. Определяем теоретический напор:

.

     8. Определяем механический КПД.

.

      КПД , учитывающий потери энергии на трение наружной поверхности колеса о жидкость (дисковое трение):

.

      КПД , учитывающий потери энергии на трение в подшипниках и сальниках насоса, принимаем .

.

      9. Определяем КПД насоса через его составляющие:

.

     10. Потребляемая насосом мощность:

     

.

      11. Максимальная мощность насоса при перегрузке:

. 

3. Расчёт  основных размеров входа рабочего  колеса

      Размер  входа рабочего колеса считаем из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидравлических потерь.

      1. Определяем значение скорости входа потока в колесо, соответствующее минимальному значению критического кавитационного запаса энергии:

.

      2. Определяем диаметр вала.

      В первом приближении диаметр вала рабочего колеса находим из расчёта  на кручение по формуле:

.

      Величина  крутящего момента определяется по формуле:

.

      Допускаемое напряжение на кручение – .

.

      Конструктивно принимаем  .

      3. Принимаем диаметр втулки:

      4. Определяем диаметр входа в колесо, исходя из уравнения неразрывности:

,

.

      5. Принимаем диаметр окружности, проходящей  через средние точки входных  кромок лопастей:, 

,

.

     6. Принимаем меридиальную составляющую абсолютной скорости:

     

.

     7. Определяем ширину входной кромки  лопасти, исходя из уравнения  неразрывности:

     

.

      8. Определяем меридиальную составляющую абсолютной скорости после поступления потока в межлопастной канал, приняв = 1,12:

.

      9. Определяем окружную скорость на входе в межлопастной канал:

.

      10. Угол безударного поступления  потока на лопасти:

,

.

      11. Угол установки лопасти на  входе:

.

      12. Определяем относительную скорость  потока на входе в межлопастной  канал:

.

      13. Строим треугольники скоростей  на входе в межлопастной канал  рабочего колеса и определяем абсолютную скорость потока и относительную скорость безударного поступления потока на лопасти. 
 
 
 
 
 
 

      Получаем:

,

. 

4. Расчёт  основных размеров выхода рабочего колеса

      Размеры выхода РК находятся из условия создания требуемого напора при достаточно высоком  КПД.

      1. Определяем наружный диаметр РК в первом приближении, задавшись :

,

.

      2. Определяем угол установки лопасти  на выходе, задавшись:

, ,

, ,

,

.

      3. Выбираем число лопастей РК, определив предварительно :

.

      Выбираем  z = 7.

      4. Определяем наружный диаметр РК во втором приближении, определив предварительно значения коэффициентов и p, теоретического напора колеса по струйной теории и окружной скорости :

,

,

,

,

.

      Окончательно  принимаем .

      Отношение диаметров  .

      5. Ширина лопасти на выходе:

.

      6. Определяем относительную скорость  на выходе из РК:

.

      7. Строим треугольники скоростей  при выходе из РК по струйной теории с учётом конечного числа лопастей и определяем:

Абсолютная  скорость потока:

,

,

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      8. Уточняем значения коэффициентов  и : 

,

.

      Уточнённые  значения и удовлетворительно совпадают с их принятыми значениями 

5. Построение меридиального сечения рабочего колеса 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Проверочный расчёт на кавитацию

      1. Определяем критический кавитационный  запас энергии, предварительно  определив коэффициент кавитации:

,

.

      2. Кавитационный коэффициент быстроходности:

.

      3. Допускаемая геометрическая высота  всасывания:

.

      Выводы:

      Заданная  высота всасывания меньше допускаемой геометрической высоты всасывания, полученной при данном проверочном расчёте на кавитацию: . Следовательно, кавитации в насосе не будет. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Список литературы

      1. Чернов А.И. «Справочно-информационные  материалы к проектированию судовых центробежных насосов». Л., 1987г.