Расчет центробежного насоса (число оборотов насоса = 3000 об/мин), страница 4

                                               (2.24)

.

Приняв угол атаки i=4, получим угол лопасти на входе:

Ширина лопастей на входе:

                                          (2.25)

где  - коэффициент стеснения входного сечения межлопаточных каналов;

Задав угол β₂=20⁰  и угол отставания σ=3⁰,  получим угол лопасти на выходе:

Окружная скорость на выходе:

                   (2.26)

Диаметр D₂:

                                               (2.27)

Тогда,

Ширина лопасти на выходе, при условии равенства :

                                               (2.28)

Количество лопаток рабочего колеса:

                                 (2.29)

Эскиз колеса представлен на рис.9.

Рис.9. Эскиз рабочего колеса.

2.10.  Определить допустимую высоту всасывания  при найденном в первом вопросе режиме работы, если конструктивный коэффициент насоса в формуле Руднева C=1050, коэффициент запаса φ = 1,2.

Рассчитаем высоту, на которой возникнет кавитация:

                                         (2.30)

где - давление насыщения при температуре t =10°C

Полная критическая высота всасывания:

;                                (2.31)

где С=1050 – коэффициент Руднева;

Допускаемая высота всасывания:

                            (2.32)

2.11.  Что может произойти в рабочем колесе насоса, если насос установить на большей высоте, чем расчетная ?

Если насос установить на высоте, больше расчетной, может возникнуть явление кавитации, в тех местах потока, где давление снижается до величины, соответствующей давлению насыщенного пара при данной температуре жидкости. В таких местах происходит быстрое вскипание жидкости, но так как давление в потоке не бывает строго постоянным, а пузырьки пара переносятся потоком, то вслед за вскипанием происходит обратный процесс быстрой конденсации пузырьков пара. При этом относительно большие массы жидкости, окружающей каждый пузырек пара, устремляются (при уменьшении объема пузырька вследствие конденсации) к его центру и в момент его полной ликвидации обуславливают резкий точечный удар. Если пузырек пара в момент его полной конденсации находился на поверхности, ограничивающей поток, то удар приходится на эту поверхность и вызывает местное разрушение металла. Ее возникновение будет сопровождаться шумом, вибрацией. Следствием кавитации будет повышенная эррозия элементов насоса.

Таким образом, режим кавитации является недопустимым. Кроме того, если высота будет слишком велика, то вода просто не дойдет до насоса, он не сможет засосать воду.

2.12.  Определить затраченную мощность насоса при уменьшении расхода  в 2 раза: а) дросселем;  б) изменением числа оборотов.

а) При регулировании расхода дросселем будет изменяться характеристика сети.

Параметры рабочей точки при этом будут следующими:

.

КПД насоса при этом режиме:

.

Полезная мощность насоса, по формуле (2.4):

;

 

Тогда затраченная мощность, по формуле (2.5):

;

 

б) При изменении числа оборотов насоса изменится характеристика насоса. Рабочей точке в этом случае будет соответствовать пересечение  абсциссы  и характеристики сети.

Параметры рабочей точки:

.

Запишем уравнение параболы подобия, по формуле (2.8):

;

Найдем точку пересечения кривой подобия и характеристики насоса при начальном числе оборотов. Точки 12' и D подобны, так как лежат на одной параболе подобия, следовательно, имеют одинаковые КПД.

Полезная мощность насоса, по формуле (2.4):

;

 

Затраченная мощность, по формуле (2.5):

;

 

Строим соответствующую характеристику сети (рис.10).

Рис.10. Характеристика сети при уменьшении первоначального расхода в 2 раза двумя способами (дросселем и частотой оборотов двигателя).

2.13.  Во сколько раз нужно увеличить обороты насоса, чтобы расход в системе увеличился на 20%?