Судовые гидравлические машины (стр. 2 из 5)

=28981Вт

=31879,101Вт

Электромотор: N= 30 кВт n=2930 модель: А02-72-2M, тогда

= =2930*0,03 =79,830

1.3 Расчет основных размеров входа рабочего колеса:

Размеры входа рабочего колеса рассчитываются из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидравлических потерь.

Значение скорости со входа потока в колесо оценивается по формуле С.С.Руднева:

=2,6218м /с

Примечание:

- принимается в зависимости от требуемых кавитационных качеств колеса и лежит в пределах 0,03..0,09 , выберем 0,040

Вал рассчитывается на прочность от кручения и изгиба и проверяется жесткость и критическую частоту вращения. В первом приближении диаметр вала рабочего колеса находится из расчета на кручение по формуле:

;

=(16 ) ; где

-крутящий момент, приложенный к валу;

Величина крутящего момента определяется по формуле:

=9,57*N/n=97,9863Н*м;

-допускаемое напряжение

=(300-500)*100000 Н*м; таким образом, выберем =400*10⁵

=(16*97,9863/3.14/400/100000) = 0,02319м

=0,031+0,013=0,03619м;

Диаметр втулки колеса определяется конструктивно по диаметру вала в зависимости от способа крепления колеса на валу:

0,05067м;

Диаметр D_o входа на колесо находится из уравнения неразрывности:

, тогда:

(4*0,0328/(3,14*2,6218)+ 0,05067²)^1/2=0,1360м;

Ширина b₁ выходной кромки лопасти рабочего колеса и ее положение зависят от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности

; b₁ находятся из уравнения неразрывности:

, где

Меридианная составляющая

абсолютной скорости принимает для колес со средними кавитационными качествами:

=(0,8…1,0)* =1* =2,622м/с

Колеса имеющие средние кавитационные качества (С=800) и низкую быстроходность

(

=40-100), выполняются с цилиндрическими лопастями. Диаметр окружности, проходящей через средние точки выходных кромок лопастей, применяются равным:

=(0.9-1.0)* =0,95*0,131=0,1292м;

/2=0,0646м ,тогда:

=0,0328/2/0,0646/3,14/2,622=0,0308м.

Выходная кромка лопасти располагается параллельно оси колеса или под углом к 15-30 градусов к оси. Меридианная составляющая абсолютная скорости после поступления потока в межлопастной канал(т.е с учетом стеснения) определяется по уравнению:

1,015*5,234=5,312 м/с, где:

=1,05-1,015-коэффициент стеснения на входе, выберем =1,1;

Окружная скорость на входе в межлопастной канал определяется по уравнению:

=0,0646*306,67333 =19,811м/с

-угловая скорость

=3,14*2930/30=306,673рад/с ;

Угол

безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения:

=0,1456;

8,282^о

Угол установки лопасти на входе

определяется из формулы:

= =8,282+10=18,282^о;

Примечание :Для колес со средними кавитационными качествами принимается:

-1 - угол атаки; выберем 10

Обычно

=18-2 ;

При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к поверхности лопасти. Относительная скорость

потока после поступления на лопасть направлена по касательной к средней линии профиля лопасти при входе. Величина относительной скорости определяется по уравнению:

=9,193м/с;

По скоростям

строят треугольники скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса и определяют скорости .(Рис 1)

Рисунок 1 Треугольник скоростей при входе в рабочее колесо насоса

1.4 Расчет основных размеров выхода рабочего колеса:

Размеры выхода рабочего колеса, основными из которых является наружный диаметр

рабочего колеса, ширина лопасти на выходе определяют из условия требуемого напора при достаточно высоком КПД.

Наружный диаметр

рабочего колеса находят методом последовательных приближений. В первом приближении он определяется по окружной скорости , найденной из основного уравнения лопастных машин :

;

Воспользуемся опытным соотношением скоростей:

=0,5..0,65; Примем =0,6;

Отсюда

или и того:

=(752,299/0,6)^0,5=35,409м/с;

Определяем наружный диаметр

рабочего колеса в первом приближении:

= 0,2309м;

Из треугольников скоростей на входе и на выходе из межлопастных каналов следует:

и , тогда