Технический флот, страница 4

Во всасывающем трубопроводе для определения потерь по длине используются те же зависимости гидравлики

где:      скорость смеси во всасывающем трубопроводе;

длина всасывающего грунтопровода, которую принимают равной длине корпусной части напорного трубопровода

Скорость смеси во всасывающем трубопроводе

Число Рейнольдса

Коэффициент гидравлического трения

Потери энергии по длине равны

Во всасывающем трубопроводе местных сопротивлений два: приемник с входным отверстием, перекрытым решеткой, и шаровое соединение между наклонной всасывающей трубой и корпусной частью трубопровода.

Местные потери во всасывающем грунтопроводе определяются выражением

                                      где:                             – коэффициент сопротивления на входе потока в зев приемника;

    – коэффициент сопротивления шарового соединения.

Местные потери во всасывающем грунтопроводе равны:

Подставив в выражение вычисленные потери получим полный напор, расходуемый во всасывающем грунтопроводе при работе на смеси

При бескавитационной работе этот напор не превышает 6-7 м водяного столба.

Полный напор, расходуемый  на перемещение смеси по грунтовому тракту, получается суммированием затрат напора в напорном и всасывающем трубопроводах

Это значение напора используется при определении мощности двигателя грунтового насоса.

Определение основных размеров грунтового насоса

Грунтовыми насосами называют центробежные насосы, предназначенные для перекачивания гидросмеси. Насос состоит из корпуса и рабочего колеса.

Основными геометрическими размерами рабочего колеса являются внутренний диаметр D₁ (диаметр входного отверстия в переднем диске), внешний диаметр D₂ (диаметр диска), ширина b лопастей (расстояние между дисками), расстояние а между лопастями по дуге окружности входного отверстия. Кроме этих параметров определяют число лопастей Z рабочего колеса и частоту вращения n_к рабочего колеса.

Число лопастей рабочего колеса определяют по эмпирическому соотношению с округлением результата до ближайшего целого числа.

Частоту вращения (об/мин) рабочего колеса определяют, исходя из опыта эксплуатации существующих землесосов. Ее принимают исходя из производительности землесоса n_к = 350 об/мин (для землесосов производительностью от 350 до 2500 м³/ч).

Диаметр  входного отверстия обычно принимается равным диаметру  всасывающего грунтопровода или на 5-10% больше с учетом стеснения пространства входа выступающей частью ступицы рабочего колеса.

В курсовой работе диаметр входного отверстия равен:

Расстояние а между лопастями по дуге окружности входного отверстия определяется по выражению

                                              где:     –   коэффициент, характеризующий стеснение входа толщинам d₁ лопастей (K₁=0,85 при Z=3-4 и K₁=0,80 при Z=5).

Ширина b лопастей (расстояние между дисками) принимается по условию проходимости камней округлой формы такой же, как расстояние между лопастями, т.е.

Для определения внешнего диаметра D₂ рабочего колеса используется экспериментально установленная связь между отношением  и коэффициентом быстроходности n_S.

Коэффициент быстроходности n_S является важной характеристикой насоса и вычисляется по формуле

                                         где:   Q_K  –   расход смеси в рабочем колесе (м³/с).

Расход Q_K (м³/с) смеси, пропускаемый рабочим колесом насоса, определяется формулой

                                            где:    h₀  =  0.92÷0.97   –   объемный к.п.д. насоса. (В курсовой работе применяется 0,95).

Коэффициент быстроходности  равен:

Расход смеси в рабочем колесе больше подачи насоса из-за возможного поступления в центральную часть колеса смеси через зазор между передним диском и передней крышкой корпуса.

Экспериментально установленная связь между отношением  и коэффициентом быстроходности, при которых обеспечивается наилучший к.п.д. насоса приведена в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость

Внешний диаметр  рабочего колеса определяется следующим образом: при  = 127,13 отношение  составляет 2,23 (см. табл. 1). По ранее установленному диаметру  определяется значение диаметра :