Расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси бензол – уксусная кислота (Подбор теплообменного аппарата для подогрева исходной смеси), страница 7

Ширина канала колеса на выходе

Шаг лопаток на входе t₁ и выходе t₂ межлопаточного канала

                                  

              

Толщина лопатки, измеренная по окружности диаметра D₁

Толщина лопатки, измеренная по окружности диаметра D₂

    

 

Нормальная толщина лопатки на входе жидкости в колесо

         

   

Нормальная толщина лопатки на выходе жидкости из колеса

2.4.2 Профилирование каналов и лопаток рабочего колеса

Меридиональное сечение проточной части рабочего колеса представляет собой линии пересечения поверхности внутренних стенок переднего и заднего дисков с меридиональной плоскостью. При этом лопасти колеса не рассекаются, а входная и выходная кромки лопасти направляются на секущую плоскость круговым проектированием, т.е. каждая точка кромок лопасти поворачивается вокруг оси колеса до встречи с секущей плоскостью.

Профилирование канала рабочего колеса производится таким образом, чтобы в направлении движения жидкости он имел плавно изменяющуюся форму. Исходным положением профилирования формы канала колеса в меридиональном сечении для получения высоких энергетических и антикавитационных качеств колеса является обеспечение плавности изменения меридиональной составляющей скорости при входе в колесо С`<sub>m1</sub> к её величине C`_m2 при выходе из него.

С этой целью зададимся плавным законом изменения скорости C`_m вдоль средней линии в зависимости от радиуса R (рис. 2.4.2.1, табл. 2.4.2.1):

где  i=1…n; n – число разбиений, не менее 8…10.

Значения С`<sub>m1</sub>, C`_m2, R1 и R2 берутся из расчета размеров рабочего колеса.

Рис. 2.4.2.1 - Графики характера изменения С`_m1 и W₁ между R1 и R2

Имея для каждого значения R_i величину C`_mi из графика, по условию неразрывности определяем значение ширины канала по формуле

где Q`₁ – расчетная производительность колеса насоса, м³/с.

Таблица 2.4.2.1 - Расчет ширины канала по радиусу колеса

R, м	C`m, м/с	bi, м	W, м/с
0,018	1,1	0,0082	2,99
0,0216	1,076	0,007	2,961
0,0253	1,051	0,0061	2,93
0,029	1,027	0,00545	2,9
0,0326	1,003	0,005	2,871
0,0363	0,978	0,00457	2,84
0,04	0,953	0,00426	2,81
0,044	0,929	0,004	2,78
0,047	0,905	0,0038	2,75
0,051	0,88	0,0036	2,72

Рис. 2.4.2.2 – Профилирование канала рабочего колеса 

Профилирование лопаток рабочего колеса по дугам окружностей

В практике насосостроения в колесах с цилиндрической формой лопастей наиболее часто используются лопасти постоянной толщины с некоторым утолщением на входе и выходе из колеса для уменьшения стеснения потока жидкости.

С прочностной и технологической точек зрения толщина лопасти должна обеспечивать прочность колеса и возможность его изготовления принятым способом.

Профилирование цилиндрической лопатки рабочего колеса проведем при помощи дуг окружностей (рис. 2.4.2.3). Метод изложен в работе /7/.

Значения толщины лопатки на входе жидкости в колесо δ1 и на выходе из него δ2 берутся из расчета размеров рабочего колеса.  

 

Рис. 2.4.2.3 – Вид рабочего колеса в плане

2.5 Расчет колонного аппарата с учетом ветровых нагрузок

2.5.1 Расчет толщины стенки обечайки колонного аппарата

Расчет цилиндрических обечаек проводится по ГОСТ  14249-89,           СТ 597-77. На рассчитываемую обечайку действует нагрузка от внутреннего избыточного давления и сосредоточенная осевая сила.

Толщина стенки определяется по формуле

где Р=m*g – осевая внутренняя сила от веса тарелок, МН; m – масса одной тарелки, кг;