Расчет центробежного насоса (число оборотов насоса = 3000 об/мин), страница 3

Рис.5. Характеристика сети при регулировании расхода с помощью оборотов двигателя.

2.6.  В каком интервале расходов и напоров КПД насоса будет выше 40%, если его скорость вращения уменьшится на α = 5%?

Частота оборотов двигателя в этом случае:

.

По характеристике насоса на рис.2 находим значения напоров и расходов, при которых :

По полученным данным строим параболы подобных режимов и, следовательно, в каждой точке этих парабол насос будет работать с .

Запишем уравнения парабол подобных режимов для обоих случаев по формуле аналогичной (2.8):

Найдем координаты точек 6 и 6', подобных данным двум точкам. Для этого используем формулы подобия:

;                                                 (2.11)

;

;

;

Соответствующая характеристика сети изображена на рис.6.

Таким образом,  насос начинает работать с КПД выше 40% при расходе 11,31  с напором 47,15 м и заканчивает при расходе 26,79 и напоре 21,21 м.

 

Рис.6. Характеристика сети с указанием интервала расходов и напоров с , при уменьшении оборотов двигателя. 

2.7.  На какой высоте H_СТ надо установить напорный бак, чтобы КПД его был максимальным?

Характеристика насоса при максимальном КПД:

Уравнение характеристики сети, формула (2.3):

Подставляя в данное выражение значения характеристики насоса при получим искомую высоту Н_СТ.

;

.

Таким образом, напорный бак нужно установить на высоте, чтобы КПД насоса был максимальным. Соответствующая характеристика сети представлена на рис.7.

 

Рис.7. Характеристика сети с рабочей точкой при максимальном КПД.

2.8.  Найти скорость вращения вала насоса n, при которой установка будет иметь максимальный КПД, работая на ту же сеть.

Характеристика насоса при максимальном КПД:

Записываем уравнение параболы подобных режимов (формула 2.8), которая пройдет через точку 8.

Парабола подобия пересекает характеристику трубопровода в точке 8'.

Так как точки 8 и 8' лежат на одной параболе подобия, то для них справедлива формула (2.11).

;

.

Соответствующая характеристика сети изображена на рис.8.

 

Рис.8. Характеристика сети при уменьшении числа оборотов двигателя с целью работы на максимальном КПД.

2.9.   Определить тип колеса центробежного насоса.

Коэффициент быстроходности:

;                                (2.12)

.

Коэффициент быстроходности лежит в пределах 70…150 , следовательно, тип рабочего колеса - нормальный.

Объемный КПД насоса:

                                        (2.13)

где - коэффициент;

Приведенный диаметр на входе:

                                               (2.14)

Гидравлический  КПД:

                                    (2.15)

Общий КПД насоса:

                                          (2.16)

где - механический КПД насоса;

Мощность на валу двигателя:

                                        (2.17)

Крутящий момент:

;                                        (2.18)

Диаметр вала:

                                            (2.19)

где  – допустимая прочность на кручение, принимаем ;

Принимаем диаметр ступицы

Диаметр входа на рабочие лопатки:

                                         (2.20)

Длина ступицы конструктивно:

                                      (2.21)

Принимаем

Окружная скорость u₁ на входе в каналы рабочего колеса:

                                              (2.22)

Абсолютная скорость на входе и выходе:

                                    (2.23)

Принимаем колесо с радиальным входом жидкости, полагаем

Определяем угол β₁: