Методика расчета центробежного насоса При расчете машины обычно известны подача [м3/с],напор [Дж/кг]и плотность жидкости [кг/м3]. Расчету предшествует выбор схемы машины с односторонним или двусторонним подводом. Переход к двустороннему подводу целесообразен при большой подаче, поскольку позволяет почти в полтора раза сократить радиальные размеры. Действительно, с помощью зависимостей (2.43) и (2.45) нетрудно установить, что наружный диаметр рабочего колеса , (2.58) при этом принято . Переход к двустороннему подводу означает уменьшение подачи вдвое, что, согласно (2.58), влечет уменьшение диаметра примерно в 1,4 раза. Кроме того, двусторонний подвод целесообразен в насосах, развивающих большое давление, ибо в этом случае вопрос разгрузки осевых усилий ротора решается автоматически. Далее в зависимости от назначения машины принимают выходной угол потока из рабочих лопастей и соответственно ему оценивают угол атаки (например, по рис. 2.17), средний относительный шаг и коэффициенты потерь на рабочих лопастях , на входе в колесо и в спиральной камере с диффузором . Кроме того, назначают отношение диаметров и принимают ряд коэффициентов: ; ; ; ; . Напомним порядок величин: ; , меньшие значения соответствуют меньшим углам ; Ошибка! Объект не может быть создан из кодов полей редактирования., меньшие значения соответствуют большим углам ; ; , меньшие значения для малых углов ; ; , меньшие значения для машин с регулируемым направляющим аппаратом; , меньшие значения для рабочих колес с большими углами ; , меньшие значения для узких колес (с малым отношением ); , меньшие значения для больших углов ; ; ; . Последовательность расчета следующая: 1. Вычисляют коэффициент  ; где . 2. Угол потока на входе в рабочее колесо  3. Отношение  4. Коэффициент теоретического напора  5. Гидравлический к.п.д. , где . 6. Коэффициент напора . 7. Необходимая окружная скорость . 8. Необходимое число оборотов , где ; - для машин с односторонним подводом и - при двустороннем подводе; для насосов. По каталогу выбирают двигатель с ближайшим к рассчитанному значением числа оборотов и мощности; запас по мощности не должен быть больше . 9. Входной угол рабочих лопастей . 10. Для определения числа рабочих лопастей ориентировочно оценивают угол отставания потока , находят выходной угол и рассчитывают число рабочих лопастей . 11. Уточняют выходной угол рабочих лопастей. По ориентировочному значению находят примерное значение угла отставания потока в неподвижной решетке , затем определяют коэффициент   и проверяют величину угла : . Если , то действительный угол лопасти находят по формуле , где . 12. Входной диаметр определяют по формулам ; или . 13. Средний диаметр входных кромок рабочих лопастей и окружная скорость . 14. Наружный диаметр рабочего колеса и уточненное значение отношения диаметров . 15. Скорость во входном коллекторе . 16. Скорость перед рабочим колесом . 17. Радиальная проекция скорости за рабочим колесом . 18. Высота рабочих лопастей ; , где ; зависит от выходного угла лопастей: для загнутых назад лопастей . 19. Окружная проекция скорости за рабочим колесом . 20. Абсолютная скорость за рабочим колесом . 21. Оптимальная скорость в спиральной камере . 22. Максимальное и минимальное проходные сечения спиральной камеры ; . 23. Закон изменения площадей в спиральной камере: . 24. Если лопасти изготовляются в виде дуги окружности, то радиус изгиба лопастей (средней линии) и радиус центров окружностей находят по формулам: ; , причем у насосов большой быстроходности (с малым отношением диаметров ) лопасти выполняют с переменным углом . 25. К.п.д. и мощность ; , при этом механический к. п. д. изменяется от 90% для малых машин с подшипниками скольжения и до 98% - для крупных машин с шариковыми подшипниками; ; для ступеней с нормальным соотношением размеров . Пример расчета.Рассчитать центробежный насос для следующих условий работы: подача ; напор . Принимаем: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; . Ввиду большой подачи выбираем насос с двусторонним подводом воды и принимаем . Расход воды через одну сторону колеса . Все вычисления ведем по формулам, приведенным в методике расчета: 1. . 2. ; . 3. . 4. ; . 5. . 6. . 7. . 8. ; принимаем . 9. ; принимаем . 10. Принимая , находим . ; принимаем . 11. ; ; ; ; . В повторном расчете нет необходимости, так как . 12. ; принято . 13. ; . 14. ; . Поскольку полученное значение мало отличается от принятого в начале расчета, повторного расчета делать не нужно. 15. . 16. . 17. . Отношение вполне приемлемо. Входной угол потока изменился незначительно: ; , поэтому угол может быть оставлен без изменений. 18. Высота рабочих лопастей с одной стороны колеса ; . 19. . 20. . 21. . 22. ; . 23. . 24. Принимая профили рабочих лопаток в виде дуг окружностей, находим: ; . 25. ; . |