Характеристики выбранного насоса

На графической характеристике представлена зависимость напора, мощности напора, коэффициента полезного действия и допускаемого кавитационного запаса.

Рисунок 1. Характеристика насоса КМ 45/55; n=2900 об/мин.

Условные обозначения, принятые на графической характеристике.

Q — подача, ;

H — напор, м;

N — мощность насоса, кВт;

З — коэффициент полезного действия, %.

Таблица 1. Характеристика насоса КМ 45/55 с подачей Q = 30 м³/ч, напором Н = 46,2 м, n = 1450 об/мин, D₂ = 195 мм.

Расчет конструкции и основных параметров работы насоса

Определяем коэффициент быстроходности:

(15).

Затем рассчитываем коэффициент полезного действия:

1) объемный К.П.Д.:

(16).

2) гидравлический К.П.Д.:

(17).

где — приведенный диаметр, который рассчитывается:

(18).

• 3) механический К.П.Д. принимаем
• 4) полный К.П.Д.:

(19).

Далее вычисляем мощность на валу насоса:

(20).

кВт Крутящий момент на валу:

(21).

Приняв допускаемое напряжение кручения равным 150 кгс/см², рассчитываем:

диаметр вала:

(22).

Диаметр ступицы:

(23).

Длина ступицы:

(24).

Диаметр рабочего колеса на входе:

(25).

Затем вычисляем скоростные характеристики на входе в колесо:

Окружная скорость:

(26).

.

Скорость потока перед входом на лопатки и меридиональная составляющая абсолютной скорости:

(27).

Многие разновидности подвода не закручивают потоки, при этом с_и1 = 0, поэтому абсолютная скорость на выходе с₁ = с_r1. Скорость потока перед входом на лопатки (т.е. не возмущенного лопатками потока) с₀ принимаем близкой с₁: с₀?с_r1?2,2 м/c.

Далее задавшись углом атаки лопасти i = 4°, определяем угол лопасти на входе в рабочее колесо:

(28).

Задавшись коэффициентом стеснения входного отверстия м = 0,9, рассчитываем ширину лопасти на входе:

(29).

Угол лопасти на выходе из рабочего колеса принимается равным в₂ = 20°.

Окружная скорость на выходе из рабочего колеса определяется из выражения:

(30).

Диаметр рабочего колеса на выходе:

(31).

Ширина лопасти на выходе из рабочего колеса:

(32).

Число лопаток рабочего колеса:

(33).

Осевая сила:

(34).

где щ — угловая скорость вращения вала;

(35).

.

Затем рассчитываем кавитационные характеристики насоса:

1. Кавитационный запас:

(36).

где p₀ — давление всасывания, p₀ = 10⁵ Па; р_НАС — давление насыщенного водяного пара при 20 °C, р_НАС= 2340 Па.

м.

2. Критическая высота всасывания:

(37).

где — коэффициент, определяющий стойкость насоса к кавитационным явлениям, принимается .

3. Допустимая высота всасывания.

(38).

Определяются действительные характеристики рассчитанного насоса. Так как стандартный выбранный насос и рассчитанный насос должны быть подобными, действительные характеристики рассчитываются по формулам подобия насосов:

(39).

(40).

(41).

(42).

Пересчет характеристик осуществляется следующим образом.

Диапазон производительности насоса делится на десять интервалов с определенным шагом и составляется таблица, в которую заносятся значения напора, к.п.д. и мощности, соответствующие данному интервалу по производительности для стандартного насоса.

По формулам (39 — 42) осуществляется пересчет характеристик для рассчитанного насоса.

Пересчет производительности с шагом 5 м³/ч согласно (39).

Выбор электродвигателя

Насосы комплектуют различными по мощности электродвигателями. При выборе электродвигателя следует ориентироваться на рассчитанную в предыдущем разделе мощность на валу насоса, мощность требуемого электродвигателя определяется по формуле:

(18).

где К =1,25 - коэффициент запаса.

Исходя из полученного значения по приложению 9 [1,с.35] для насоса КМ45/55 следует выбрать двигатель АО2 — 51 — 2.

гидравлический насос трубопровод.