• Название:

    Учебное пособие. Спиральные отводы центробежных...

  • Размер: 4.64 Мб
  • Формат: PDF
  • или

    ЛЕНИНГРАДЖИЛ ОРДЕНА ЛЕНИНА КОРАБДЕСТРШТЕПЬНЬМ ИНСТИТУТ
    Р.С.АНДРЩЕНКО, I В.Ф.ВОРОНОВ1. Б.В.ГРИ11ИН

    СПИРАЛЬНЫЕ ОТВОДЫ ЦЕНТРОББШЫХ НАСОСОВ

    Учебное пособие

    Ленинград

    1979

    г

    В учебном пособии содержится краткая теория и
    расчет опиралышх отводов судовых центробежных насосов равной конструкции. Подробно рассмотрено устройство спиральных отводов и их диффузоров судовых
    конденсатных
    и на порно-пожарных наоооов.Рассмотрена последовательность расчета и представлен пример расчета спирального отводе.
    Учебное пособие предназначено для студентов Ленинградского кораблестроительного институте, изучающих курс "Судовые гидравлические машины". Пособие может быть полезно студентам как при изучении
    курса, так и при курсовом и дипломном проектировании.

    АНДРЩЕНКО
    Ростислав Сергеевич
    ВОРОНОВ
    Владимир Федорович
    ГРИШИН
    Борис Васильевич

    СПИРАЛЬНЫЕ ОТВОДЫ ЦЕНТРОБШЫХ НАСОСОВ
    Учебное пособие
    © Ияд.ЛКИ
    1079

    Отв.редахтор ст.преп. Н.П.Канунников
    Лит.редактор Т.Б.Горбунова
    Тип.ЛКИ. Зак.Р-70.
    26.07.79.

    i

    Тир.300.

    Уч.-изд. л.2,5.

    Nb4I04G.
    Цена 21 коп.

    3

    I . НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА
    Отводи центробежных неоооов предназначены:
    - для обора s отвода жидкости, выходящей из рабочего колеса;
    - для уменьшения скорости потока жидкости ж преобразовавши кинетическое энергии в потенциальную;
    - для обеспечения ос ее шлю третного потока прж выходе из
    рабочего колеса.
    Коэффициент реакции рабочего колеса центробежного нвооса
    составляет 0,7-0,8 ж, следовательно, в отвода происходит преобразование 20-30/6 кинетической энергии, сообщенной гида ости
    в рабочем колесе, в потенциальную» Таким образом,
    к.п.д.
    отвода оказывает существенное влияние на к.п.д. насоса.
    В зависимости от конструктивного иополгония отвода центробежных насосов разделяют на спиральные ж лопаточные.
    Спиральные отводы обычно из пользуют в
    одноступенчатых
    засосах, в то время как лопаточные отводы
    преимущественно
    применяют в многоступенчатых наоооах. Использование спирального отвода в одноступенчатых центробежных наоооах позволяет
    создать простую компактную конструкцию.
    Каналы спирального отвода имеют более совершенную форму
    для протекания потека, чем каналы лопаточного отвода, которые обычно выполняются прямоугольного сечения и »ают реакиа
    изгибы. Но каналы спирального отвода очертены по сложной поверхности и недоступны механической обработке. Они подвергаются только гидроабразивной обработке. Шероховатость таких
    каналов сказывается внае шероховатости каналов
    лопаточных
    отводов, которые обрабатываются фрезеровавши до 6-7 классов
    чистоты. В результате гидравлические потери в отводах обоих
    тжп-в составляют приблизительно одинаковую величину.
    Спиральный отвод одноступенчатого насоса состоит
    из

    4
    о трального канала 0-2-4-6-8 и доф^эора 8-8 (рис.1).
    Спиральный канал охватывает рабочее колесо так, что вея
    жидкость, выходящая из рабочего колеса, поступает в спиральный
    канал отвода и направляется в диффузор. Площадь поперечного
    сечения спирального канала плавно увеличивается в направлении
    движения жидкости. Канал открыт оо стороны рабочего колеса.
    Входное сечение канала начинается на цилиндрической поверхности, диаметр которой больше диаметра колеса на 3-8%. Рабочее колеоо свободно входит в спиральную камеру.

    8

    О

    Ряс Л . Схема центробежного насооа со опиральным отводом
    Зазор между колеоом и входом в спиральный канал корпуса
    упрощает монтаж колеса и ротора в корпусе насооа,
    способствует выравниванию потока, выходящего из рабочего колеса, до
    поступления его в спиральный канал, уменьшает уровень вума в
    вибрацию от гидродинамических источников.
    Поперечное оеченив спирального канала выполняют круглой
    формы, очерченным по дуге круга и двум пряшм, касательным к
    дуге и образующим в поперечном сечении угол oi. - 30-45° или
    в вида сектора о закругленными углами (риз.2,а, б, в).
    Гидравлические потери в спиральных отводах с круглым сечением (рис.2,а) больше,чем в спиральных отводах с двумя другими сечениями. Минимальше гидравлические потери возникают

    5
    в спиральном отвода (риз.2 , б ) , е минимальные габарит полу»
    чапгся при сечения спирального отвода ( р и г . 2 ^ ) .
    Поетоцу в
    настоящее время судовые центробежные насосы выполняет,
    как
    правило, с сечением, спирального отвода в вида сектора
    (рго.2,в).

    Рис.2. Формы поперечного сечения опирального
    канала отвода

    2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТОКА В СПИРАЛЬНОМ КАНАЛЕ
    СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА
    При проектировании спирального канала отвода принимают:
    1) поток невязкиы осесимметричным и движение жидкости по
    инерции;
    2) поток невязкий равноскороотной.
    2.1. Осесимметричный потек в спиральном
    канале отвода
    В осесимметричном потоке частицы жидкости, расположенные
    на цилиндрической поверхности, имеют одинаковые скорости и
    давления, т.е. скорость и давление не зависят от координаты
    Z и угла &' ъ я тются функциями только одной переменнойрадиуса (рис.3,а, б).
    Установим зависимость окружной составляющей скорости потока С а от радиуса г , определяющего расстояние от
    рассматриваемой частицы жидкости а до оси канала 2 , в слу_

    Риз.4. К выводу закона изменения скорости С и

    7
    чае свободного движения жидкости. Для этого выделим
    меридианными сечениями , а ' и
    элемент струйки в канале

    применим к нему закон о моменте количеотва движения (риз.4).
    Согласно этоцу закону, производная по временя от момента количества движения с из темы к х относительно оси канала ж. равна моменту Мг. всех приложенных к системе внеяних сил, взятому относительно то! же оси
    (I.
    По теореме о том, что производная по времени от интеграла по движущемуся жидкому объему v физической величины Ф
    равна суше локальной производной от этого интеграла и
    интеграла переноса той же величины оквовь поверхность f ,ограничивающей этот объем вданныймомент временя:
    т г - З Т ^ ^ ф М 4 0 " " «®
    V
    V
    f
    Так как в спиральном канале„отрода движение стационарное,
    то
    д
    Ф(Ь - о
    (3)
    0t

    dn*
    dt

    =

    i

    W "

    d f

    <4>

    f
    p - плотность среды;
    г - радиус, определяющий положение частицы жидкости на
    поверхности f струйки относительно оси z ;
    С и - окружная составляющая окороотн частицы жидкости;
    С „ - нормальная к поверхности f составляющая окорооти
    частицы жидкости;
    df- элемент поверхности f выделенного участка отдайки жидкости в отральном канале.
    При свободном даижении момент внешних сил М г , дейотвупцих на элемент струйки, равен нулю (М г = 0 ) .
    Поэтому

    где

    M1 = fi^CuCftdf

    =0.

    Поверхность элемента струйки f состоит из боковой

    (б)
    по-

    8
    верхнооти f ( и сечений f tt и f t : -f •= f g «• f e * f , .
    Отопда уравнен» (5) можно представать в вида
    ^rCaCadf-Jj)rCttCftdbJj)rCuCndf
    f

    *f

    +JyrCuCndl=

    fa

    0 .

    (6)

    f,

    Скорость C n на поверхнооти f ^ равна нулв, так как черев боковую поверхность струйки жюкооть не протекает.
    Поэтому
    Г j>rCuCndf = 0
    А
    *

    « j f r C u M f * j^rCuC^df
    ^

    Расходы жидкости чв]3в8 оеченк

    6 ^ = 6f(=6f

    fa в

    р,

    =0.
    струйки рывны

    в являются величиной постоянной по джине

    отцу 1KB.
    Приншая скорость Си постоянно! по сечению отруйхн,
    уравнение (6) приводам к виду
    -eftracUa

    +efer, cU| - о

    (?)

    п н , осврацая уравнение на б ^ :
    raCUa

    - eonst.

    (8)

    Струйка начинается при выходе пик оста ив рабочего колеса насоса, где момент окороотв равен R z C Uz . Бое тому для
    произвольного оечения струйки момент окороотв является величиной постоянной г Сu = const , равной начальному значению
    момента скорости R 2 C U j
    •*Сц =

    - const.

    (9)

    Отсюда получаем закон изменения скорости С„
    R

    ^
    г



    ^
    г

    от радиуса г
    (io)

    '

    т.е. окорооть С ц в опиральном канале убывает с увеличением
    радиуса г (ом.рис.4). Тогда из уравнения Бернуллв следует,
    что давление по оеченив спирального канала будет возрастать.
    Таким образом, в спиральном кашле происходит уменьшение
    окороотв движения жидкости и преобразование кинетической

    9
    ввертки в потенцшльщую.
    2.2. Расход жидкости черва сечение
    спирального канала
    Выделим двумя меридианными сечениями I и П часть опирального канала ( р к . 5 ) . Жидкость, находщаяся между оеченнаж,
    ограничена поверхностью f , которая ооотоит из сечений канала f и f u , поверхности входа f , и
    боковой поверхности
    fK канала:
    По закону неразрывности при установившемся движении интеграл переноса массы жидкости
    оквовь
    поверхность f .ограничивавшей выделенный
    участок канала, равев
    нулю:
    j
    f

    f

    c

    n

    d f

    f

    c

    n

    Риз. 5. К определению расхода
    жидкости чаре» оегченнв спирального
    d f

    +Sfcndf •

    f,

    f.
    • JjC

    jfcndf U

    df-0.



    Через боковую поверхность канала f K

    раоход жидкости отсут-

    n

    ствует и
    (j J > C n d f = 0 .

    (12)

    В ос асимметричном Потоке окорооть С„ по цилиндричаоко»
    поверхности f t постоянна и равна
    :
    J f M f - j c ^ f t - * . ) -

    Y ^ f o - ^

    .

    ( D )

    10
    где b5 и R j - ширина и радиус входа в спиральный канал;
    и

    - утлы установки меридианных сечений П и I
    спирального канала;

    G t x = p2xR3b} C r j

    _ раоход жидкости черев входное

    оеченив спирального канала.
    Масс сене расхода черев сечения I и П отрального канала,
    расположенные под углами & и
    , обозначав черев G^. и
    . Тогда
    *
    fj»Cndf--6^;

    Jj>Cndf-6^.

    (14)

    Учитывая Сравнения ( I I ) - (14)*' получаем
    в



    гх

    *

    as)


    Взли угол установки & сечения спирального канала отсчитывать от языка, то
    = 0 и
    = 0 и уравнение (15) примет вид
    (16)

    Вели в уравнении (16) массовый расход заменить объемным
    G =j)& , то получим
    ,

    „ ,

    Q , - Q

    J t

    , £ „ .

    О )

    Расход жидкости черев поперечное сеченые спирального канала увеличивается пропорционально углу установки # сечения, отсчитываемого от начала спирального канала до расоштриваемого сечения.

    2.3. График пропускной способности сечений
    спирального канала
    Форму поперечного сечения спирального канала примем
    в
    виде трапеции с углом с/ наклона боковых стенок, одинаковым дня всех сечений (рис.6). Расход жидкости через элементарную плодадку d f = b t dr
    спирального канала равен
    dd^\drCu

    (18)

    п

    Риз.6. К расчету сечений спирального канала
    Расход черев сечение в пределах от R ,
    J
    Заменяя

    R
    C u = Cu 1 —
    Г:

    до

    г,

    cuvvdr.

    (19)

    по уравнению (10), получим

    (20)

    тг

    Интегрирование выполняют приближенно по правилу трапеция
    в табличной форме. Если подантегральную
    функцию обозначить
    В с = —- , то раоход через плоардку
    *i
    ла-с

    и

    к

    г г

    2

    = bvA r t
    дг

    будет
    (21)

    Расход жидкости через сечение спирального канала в пределах от R , до г , если сечение содержит а плснцадск,будет

    12
    В- • В , ,
    Q-C

    U t

    R

    2

    E
    i-1

    Аг( .

    L

    (22)

    Расчет сведен в тебя Л , в которую записывают вое данные,
    необходим» доя расчета расхода жидкости через сечения спирального канала. Сечение канала, начиная от входа, делят на
    ряд элементарных плове док шириной Ь^ и высотой Д г .Первая
    площадка имеет ширину Ь 5 и высоту, равную толщине языка Д я .
    Последующие площадки принимают одинаковой высоты Дг { , равной 5-10 мм. Поданнымвторой и восьмой граф табл.I строится
    график Q t = f ( rL ) (риз.6). Раочет расхода О.; выполняют
    да тех пор, пока его величина не превысит подачу рабочего колеса Q L > Q р . Постоянную величину C u 2 R 2 спирального канала вычисляют и записывают в конце табл.1.
    Таблица I

    *

    bi,
    точек мм мм

    I

    2

    3

    I

    R3

    Ьз

    Д г ь Bv-Bu,
    м
    2

    4

    5

    6

    hQrbi

    CU2V
    *

    Ь i-i д
    2
    м 3 /с
    7

    a-ZAQi,
    M3/c

    8

    2
    3
    4
    5
    6
    7
    i

    • • •

    Cu 2 R 2 -

    . .

    Q- >' V
    QXp

    13
    3. РАСЧЕТ СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА
    3.1. Расчет спирального канала
    Заданными величинами при расчете о игрального канала являются подача рабочего колеса Q р , параметры потека на выхода из колеса и геометрические параметры колеса.
    Порядок расчета спирального канала следующий.
    3.1.1. Входное сечение спирального канала представляет
    собой цилиндрическую поверхность радиусом R 3 и шириной Ь3 .
    Радиус входа R } в спиральный канал принимают больше,
    чем наружный радиус колеса R 2 , чтобы неравномерное
    поле
    скоростей потока, вызванное влиянием конечного числа
    лопастей рабочего колеса, ус давало выровняться до поступления в
    спиральный канал
    R3-(1,03...1,0«)Ri.

    (23)

    При обтекании языка потоком, с периодически изменяющимся
    полем скоростей, с языка обегает вихрь, который вызывает звуковую волну ь потоке и корпусе с частотой, равной произведению числа лопастей колеса г на частоту вращения колеоа а .
    Вели проектируют насос с пониженным уровнем щума и вибрации, то следует принимать
    R 3 = ( 1 , 0 6 . . . 1,08) R 2

    (24)

    Вели насос должен иметь минимальный радиальный
    размер
    при высоком гидравлическом к . п . д . , то радиус R 3 принимают
    R 3 « ( 1 , 0 3 . . . 1,0b)R 2 .

    (25)

    Ширина входного сечения спирального канала
    Ь , шЪг +(0,02 . . . 0 , 0 b ) D 2

    (26)

    выполняется больше ширины Ь, канала рабочего колеса на выходе, для того чтобы обеспечить удобства при монтаже насоса
    и частично использовать энергию диск с® ого трения.
    Жидкость, соприкасающаяся с наружной поверхностью колеса,
    приводится колесом во вращение и под действием центробежных
    сил перемешается по стенкам колеса к периферии. Стекая с на-

    14
    {ужной поверхности колеса, жидкость смешивается с основнш
    потоком, выходящим из колеса, и часть энергии дискового трения возвращается основному потоку жидкости (рво.7).

    ь,,
    г"" г г — г р«


    |ш\
    ьг

    ft

    л
    I

    " l b

    Рис.7. Эпюра скоростей движения кидеости
    на выходе из рабсяего колеса

    3.1.2. Последнее сечение (8-8) спирального канала (риз.8)
    отделено от начального (0-0) стенкой, называемое языком, толщина которого выбирается из условия прочности в пределах

    Дя =3... 8

    ми.

    (27)

    Входная кромка языка закругляется радиусом, равным половине толщины языка.
    Для снижения уровня щума
    8
    и
    вибрации
    насоса на
    лопаточной частоте (РМо ) рекоА»
    мендуется входную кромку язы-.Ука располагать не параллель" 0
    но оси насоса, а под углом
    15-20°. Щ>и такой конструкции скорость потека по ширине входной кромки языка имеет различное направление и
    величину.
    Рис.8. Схема участка спирального отвода

    15
    3.1.3. Форма поперечного оеченвд спирального наняла принимается обычно в виде трапеции о постоянна! наклоном боковых о тенек оС = 3 0 . . . 40° для всех оечений иди плавно
    возрастающим е< в зависимости от угла установки оечения.
    Спиральный канал отроится по вооьми контрольным оеченням,
    расположенным под углом 45° друг к друту. Начальное и конечное оечения спирального канала проходят через входную кромку
    языка.
    3.1.4. Раоход жидкости пропорционален углу установки оечения и через контрольные восемь оечений находится по формуле (Г7):
    J L

    (28)

    360"
    и записывается в табл.2.

    Таблица 2
    Номер
    оечения

    0

    I

    2

    3

    4

    5

    Г

    0

    45

    90

    135

    180

    225

    а*

    0

    6

    7

    270 315

    8
    360

    3.1.5. Для определения площади контрольных сечений спирального канала отроится график пропускной способности. Расчет графика оводитоя в табл.1. Сечение канала
    разделяют га
    элементарные площадки, отмечают точки деления О, I , 2 , 3..*
    и номера площадок записывает в 1-е графу табл.1. Во 2-е
    и
    3-ю графитаблицывносят значения радиуса точек деления и ширину площадки. В 4-ю, 5-ю в 6-ю графи записывают
    значения
    и
    подынтегральной функции B t = —- , выооту площадки Дг^ =
    гi
    = rv - г
    и
    полусуме подынтегральных функций.В 7-й графе записывают раоход жидкости через отдельные шоюдки, который находится по формуле (21). Наконец в графе 8 таблицы
    находится расход жидкости через оечения опирального
    кагала
    по формуле (22).
    По данным 1-й и 8-й граф табл.I отроят график пропускной
    способности сечений спирального канала (ом.рис.6).

    16
    3.1.6. Польяуяоь криво! пропускной опоообнооти, находят
    контрольшге сечения опирахьного навала. С этой целью по горизонтальной оон 0. (ом.рш.6) откладывает расходы ххдкооти
    Q ^ черва контрольные сечения, которые берутся из
    табл.2.
    По графаку находят высоту сечения и переносят ее на
    чертеж
    сечения.
    Последнее сечение спирального канала начинается о радиуса R j - R j + A , . Поэтому расход жидкоотж Q 3 ( 0 -через последнее сечение откладывается ва графике от нового начала координат, о двинутого по оон ординат на величину Д я .
    Значение радиуоа верхней точки контрольного сечения
    и
    высота оечения записываются в табл.3.
    Таблица 3
    Номер
    сечения

    I

    0

    fi

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    R,

    M-R,

    0

    A»\

    Контур оечения опирального канала подуч&етоя о
    острыми
    углами, что вызывает дополнктельше гидравлические потери и
    концентрацию меотннх напряжений в стенках спирального отвода.
    Поэтому острые углы сечений скругляют, соблюдая равенство
    расходов черва отбрасываемые в добавляемое плоавди, т.е.
    Q

    a

    -Q»

    Так как C U a r a = C M $ r t

    где

    fa

    и

    f(

    или

    faCUacfeCUt>

    (29)

    , то

    - площади отбраоываешх к добавляема
    площадок сечения;
    г0 и г { - радщгон центра тякеотк пловддок fa i f ,
    Перестроение оечений производится ев миллиметровой бумаге. Новые значения вазоты контрольных оечений V\.-rj - R , и радиуса г е сншаются о чертежа я заносятся в табл.4.

    77
    Табло» 4
    Номер
    сечения

    0

    I

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    0
    •-с

    R

    3

    3.1.7. По результатам расчета отроятся схема опжрального
    канала в двух проекциях ( р к . 9 ) .
    3.2. Расчет спирального наняла при постоянной
    скорости потока
    Размере входного оеченин Ь 3 и R 3 спирального канала и
    языка Дя определяют по уравнениям (23)-(27).
    Среднераоходиую скорость движения жждеоотж в спиральном
    канале находят но уравнению подобия
    Се -

    У2Н4,

    (31)

    где коэффициент подобия т с берегся но графику рис. 10 в зависимости от коэффициенте быстроходности n s * а напор Н, является напором ступени в Дж/кг.
    Плодадь поперечного сечэния спирального канал будет равна

    V

    Ql^
    С&

    360" '

    K

    i

    где

    - угол установки расчетного сечения.
    Принимая сечение спирального канала в виде трапеции
    о
    углом раскрытия боковых стенок ot = 15...40° ( р и о . П ) , определяют высоту теоретического оеченга Ь е т
    из уравнен»

    или

    ^уЬ2е.т+ЪэЬсл-(^-Ь5Ля)-0.

    (33)

    Острые углы теоретического сечения округляют,
    сохраняя
    неизменной площадь сечения
    . Поэтому площади f a и f k

    18

    Рис.11. К расчету сечения
    спирального канала

    19
    должны быть равными. В результате устанавливают действительную форцу сечения и находят высоту оечения h c .
    Результат расчета записывает в табл. 5.
    Таблица 5

    Г

    0

    45

    90

    • • •

    360

    к ,
    Ьс
    Поданнымтабл.5 строят план и меридианное сечение
    рального канала.

    спи-

    3.3. Расчет диффузора
    Диффузор спирального отвода служит для уменьшения скорости потока и преобразования кинетичеокой энергии жидкости в
    потенциальную. В диффузоре скорость потока по
    направлению
    движения падает, а давление в потоке увеличивается.
    По направлению движения потока давление нарастает и сивы гидродинамического давления тормозят движение жидкооти. При большом
    положительном градиенте давления кинетическая энергия жидкости может оказаться недостаточной для поддержания движения.
    Тогда жидеооть у стенки изменит направлен» движения на обратное и произойдет отрыв потока от стенок диффузора. У стенок образуются вихревые з о ш , которые уменьшает активное сечение потока и резко увеличивают гидравлические
    потери. В
    результате диффузор перестает выполнять свое основное назначение. Кинетическая энергия поступательного движения потока
    затрачивается на создание вихревых зон у стенок диффузора, а
    давление в потоке перестает повышаться. К.п.д.
    дийузора
    резко падает. Поэтому имеются предельные углы раокрытка диффузора £
    и степень расширения Kg , которые обеспечивают безотрывное движение потока в ди$фу8оре, Значения
    и
    К, зависят от конструкции диффузора и условий его работы.
    Для круглых диффузоров о прямолинейной осью (рис.12) по данным эксперименте они составляют
    6 , « 8 . . . 12"

    и

    К,-2,0...3,0.

    (34)

    20
    Расчет диффузора выполняется в еле душем порядке.
    I . Площадь f ,
    ^
    входного сечения
    диффузора определяет графически,
    принимая ее равной площади
    последнего оечения
    спирального канала и
    пользуясь
    Рас. 12. К расчету диффузора
    чертежом
    этого
    оечения.
    2. Скорость потока во входном сечении диффузора
    будет
    равна
    р

    п
    С =

    '

    77 •

    (35)

    3. Скорость потока в выходном сечении диффузора
    С , - — ' = ( 3 . . . 5 ) , м/с.
    К
    3
    4. Площадь выходного сечения ди$$узора
    f
    ч

    с9



    (36)

    (37)

    5. Диаметр эквивалентного круга для входного оечения
    (38)
    и для выходного сечения
    (39)
    6. Угол раскрытия даффузора принимаем
    8 . . . 12°.
    7. Длина диффузора

    V-

    lq

    1
    а,

    (40)

    (ом.риз.12)

    2t
    а,

    (41)

    21
    Длина диффузора согласуется с радиальными габаритами насоса так, чтобы обеспечить минимальные размеры ступени
    и
    удобства монтажа о трубопроводом о из теш.

    4. СПИРАЛЬНЫЕОТВОДЫСУДОВЫХ ШТРОЕЕШЫХ НАСОСОВ
    4.1. Спиральные отвода конденсатного насоса
    Кондансатный насос откачивает конденсат из конденсатора
    в деаэратор. Основные особенности работы этого наоооа
    следующие:
    - насос перекачивает воду, которая находится на границе
    кипения, и чтобы избежать кавитации, насос должен работать о
    подпором;
    - ввиду низкого расположена! конденсатора над
    двойным
    дном оудна, подпор наооса составляет 0 , 5 . . . 1 , 5 м;
    - во время работы насоса давление на входа в первую ступень наоооа ниже атмосферного, а в условиях горячего резерва
    давление во всех о ту пенях насоса ниже атмосферного.
    В указанных специфических условиях нормальная работа конденсатного наоооа обеспечивается путем введения
    следующих
    конструктивных мероприятий:
    - для создания максимального подпора наооо выполняется
    вертикальным, рабочее колесо первой ступени располагается на
    нижнем участке вала входным отверстием вверх;
    - колесо первой ступени делается специальной конструкции
    с высокими кавитационными качествами при С = 2000...2300
    или первая ступень выполняется шнекоцентробежная с
    к авиационным коэффициентом шнека С ш = 3000 ...4000;
    - для уменьшения гидравлических потерь скорость в приемном трубопроводе принимают около 0,5 м/с;
    - входной патрубок насооа соединяют о паровым пространством конденсаторе для удаления из конденсата, поступающего
    в насос, пузырьков пара и воздуха;
    - сальник вала уплотняют гидравлическим затвором
    для
    предотвращения проникновения воздуха внутрь насоса.
    Кроме того, для уменьшения размеров насоса:
    - делают встречное расположение колес второй и третьей
    ступеней по отношению к колесу первой ступени;

    22
    — нижний и промежуточные подшипники выполняют на водяной
    смазке;
    ' .
    - диффузоры первой и второй ступеней наоооа делают в виде каналов о криволинейной осью, расположенных на корпусе насоса.
    Спиральные отводы ступеней насооа развернут относительно
    друг друга на 180°, что частично освобождает ротор от
    радиальной нагрузки на нерасчетных режимах. Встречное расположение рабочих колес снижает ооевую силу и уменьшает
    осевую
    нагрузку на подшипник,
    Конденсатные насосы являются сравнительно
    тихоходными,
    так как частота их вращения ограничена опасностью возникновения кавитации из-за низкого значения навигационного запаса
    энергии при входе потока в насос.
    Максимальная частота вращения насоса находится из уравнения для кавитационного коэффициента быстроходноети:

    « i f f
    "max=



    ,

    (42)

    VQ.
    где

    С = 2300 или 3500 соответственно для центробежного колеса или шнькового предвключенного колеса;

    ДЬ = - ( о Ь к - h w )
    - навигационный з а т о
    энергии
    при геометрической высоте всасывания
    h ьс =
    = - ( 0 , 5 . . . 1,5) м и гидравлических потерях в приемном трубопроводе h T n = 1 , 0 . . . 3 , 0 Лж/кг;
    о - ускорение сиш тяжеоти, cj = 9,81 м/о 2 ;
    Q - подача насоса, м 3 /с.
    Минимальная частота вращения насоса находится из условна
    сохранения достаточно высокого к.п.д. насоса по коэффициенту
    быстроходности колеса первой ступени насооа:
    , V"

    (т)
    3,65 уЬ
    где

    ' .

    (43>

    h s = 50...100 - коэффициент быстроходности
    рабочего
    колеса первой ступени;
    Н< = (150...250) Дж/кг - напор первой ступени;

    23
    Q. - подача наоооа, м 8 /о.
    Рабочая частота вращения лежит в пределах
    n mln «е г \ n

    max

    j

    (44)

    ж согласуется о частотой вращения двигателя.
    Двигателем ковдеюатяого наоооа обычно является аоинхровный электродвигатель переменного тока, частота вращения которого находится по уравнении
    п= 0 , 9 * 1 ^ ,
    (45)
    Р
    где р - число пар полюсе двигателя.
    Частота вращенда конденсатного наоооа, рабочее
    колесо
    первой ступени которого имеет кавжтадионннй коэффициент быстроходности С = 2300, составляет
    П=0,9«

    3000

    - = 735... 9 1 0 . . . W 0
    4...3...2

    а при установке шнека о
    а - 0,98

    ,
    об/мин,

    , %
    (46)

    С = 3500
    3000
    2...1

    №70 . . . 2950 «5/мин.

    (47)

    На р е . 13 изображена схема кондешатного трехступенчатого насоса, котофей широко
    применяется на судах. Насос имеет спиральные отвода, применение которых позволяет
    создать
    в данном случае достаточно комтктцую и простую конструкцию.
    Спиральные отвода первой и второй ступеней наоооа внполшнн о криволинейными диффузорами, повтори мини наружный контур корпуса. Это позволяет сократить радив дыме габариты наоооа, но несколько увеличивает гидравлические потери в диффузорах.
    Спиральные каналы отводов всех ступеней имеют
    обычную
    конструкцию, но повернуты на 180° относительно друг
    друга
    хая частичной разгрузки ротора насооа от радиальной оили на
    нерасчетных режимах работы наоооа ( р ю . 1 4 , а , б, в ) .
    Спиральный отвод последней третьей о ту пени наоооа имеет
    обычную конструкцию о прямоооным диййвгзором, как у одноступенчатых насосов (ом.раз.13).
    Сечения спирального канат выполняют в виде трапеции оо
    округленным углами и одинаковым углом Ы. наклона
    боковых

    , Рве. 14. Схема спиральных отводов конденсаты ого насоса:
    а - третьей С1упени; б - второй ступени; в - первой ступени

    25
    стенок иди постепенно увеличивающимся по мере
    возрастания
    площади поперечного сечения канала. В последнем случае расчет спирального канала усложняется. Поэтому обычно угол ос
    принимают постоянным для всех сечений спирального канала.
    Диффузор должен иметь плавное очертание, т.е. плавный переход от сечения 8-8 (рис.15) к сечению 13-13, чтобы избежать дополнительных гидравлических потерь. С этой целью изображают 6-10 сечений диффузора, совмещая их на одном чертеже
    и осуществляя при этом плавное изменение форш сеч вши диффузора от трапеции в сечении 8-8до круга в сечении 13-13.Затем выполняют объемную модель диффузора и разрезают ее
    по
    расчетным сечениям. По сечениям модели поправляют контур расчетных оечений диффузора на чертеже. Часто диффузор заканчивают в оечении 12-12, а участок 12-13 выполняют в вида
    отрезка трубы постоянного диаметра.
    Спиральные отвода первой и второй ступеней трехступенчатого кондеюатного наоооа имеют аналогичную коаструкцию. На
    рис. 16-19 изображен! оечения спирального отвода второй ступени. Спиральный отвод имеет, кроме спирального канала 1-8 и
    диффузора 8-12, переходной канал 12-16, который
    соединяет
    диффузор с входной камерой колеоа третьей отупени.
    Сечения спирального канала 1-8 выполнены оо сравнительно
    небольшим углом раскрытия боковых стенок d = 31°.чтобы ширина диффузора 8-12 и ширина опирального канала т
    участке
    8-1 были одинаковыми по наружному контуру (риз. 16 и Г7).
    Спиральный канал 1-8 второй ступени имеет одинаковые размеры со спиральным каналом третьей ступени, так как рабочие
    колеоа этих ступеней проектируются на одинаксвие напоры
    и
    подачи.
    Полный напор насоса распределяется по отупеням
    пропорционально гидравлическому к.п.д. ступени:
    ИгИ^-Чг.Чг.Чг.-.
    А так как ^ Ч г ^ Ч г

    '

    Т

    °

    Н

    «<Н1

    = Н

    (48)

    ч.

    Диффузор второй ступени 8-12 имеет криволинейную
    ось и
    расположен над спиральным каналом 8-1 (ом.рио. 16 и 17).Сечения диффузора 8-12 изображены на рио.18. Контур оечений плавно изменяется от сечения 8-8 до сечения I I - I I . Наружный ков-

    Сечения спирального ломала 1-8

    27
    тур всех сечений диффгзора выполнен прямоугольного
    сечения
    постоянной ширины, равной ширине спирального канала о учетом
    толщина стенок.
    От оечения 12-12 начинается переходной канал 12-16 прямоугольного сечения с переменной шириной и постоянно! вжатой , равной высоте последнего сечения 12-12 диффузора. Переходной канал имеет два колена под 90° в равшх плоскостях.
    Он соединен в сечении 16-16 о входной кольцевой камерой колеса третьей ступени.
    На рис.18 показаны поперечные оечения 12-16 переходного
    канала, а на риз.19 изображены раввертки на плоокооть сечений а-а и в-в диффузора и переходного канала и показаны пунктиром контуры диффузора по верхнему и нижнему основаниям его
    сечений. Преобразование кинетической энергии в потенциальную
    совершается, в основном, в диффузоре 8-12.

    Рис.16. Спиральный отвод второй ступени
    конденоатного насоса
    (сечение А-А по рис.13)

    28

    О
    itt f2
    i_


    7 — Р—

    f
    Г

    ''

    [

    к.

    Л
    Л
    N

    4
    1

    V *
    L 'в
    к-

    /6
    /
    1

    r-s —

    40

    1

    J

    >

    ft

    Рвв.18. Сечения диффузора 8-12 и переходного канала
    12-16 отвода второй ступени

    Рио. 19. Развертка н^ плоскость контура jraJjJysope и переходного канала
    отвода второй ступени


    <0

    30
    4.2. Спиральные отвода напорно-пожарного наоооа
    Напорно-пожарный насос принимает воду нв-за борта судна
    и подает ее в водопожарную оютему или напорную систему водоотливных отруйных в одоводящее насосов (эжекторов).
    Основные особенности работы этого наоооа:
    - насос перекачивает забортную воду о температурой 10...
    20°С;
    - насос установлен ниже ватерлинии (до 5-10 м);
    - насос обслуживает две различные судовые оиотемы: водопоиарную и напорную; при работе наоооа на водопожарную систему
    требуется большой расход вода при напоре не
    более
    800 Дж/кг, а при работе на напорную систему требуется напор
    до 1800 Jfc/кг;
    - обслуживаемые системы и насос работают периодически.
    Работа насоса в указанных условиях обеспечивается
    следупрши особенностями конструкции:
    - нассо выполняется двухколесным о параллельным и последовательным соединением колео; при работе наоооа на водопожарную сиотевд1 колеса соединяют параллельно, а при работе насоса на напорную октему - последовательно;
    - рабочие колеоа закрепляют на одном валу со встречно
    расположенными входными отверстиями;
    - ввиду значительного навигационного запаса энергии работав колеса выполняют обычней конструкции с
    кавнтационным
    коэффициентом быстроходности 800;
    - для уменьшения гидравлических потерь в приемном трубопроводе насос устанавливают у бортового кингстона и приемный
    трубопровод делают минимальной длины;
    - рабочие колеоа выполняют одинаковой конструкции,
    во
    одно - правого, а другое - левого вращения.
    Для компактности конструкции:
    - рабочие колеоа обращены входными отверстиями
    друг к
    друху;
    - переключение о параллельной работы ступеней на последовательную осуществляется одним рабочим органом в виде цилиндрического золотника;
    - насос выполняют вертикальным о внутренним нижним подшипником на воденой омазке.
    Ввиду встречного расположения колео насос разгружен

    от

    31
    осевой гидродинамической ошв и снабжен одним органом, регулирующим параллельное и последовательное соединение рабских
    колео.
    Напорно-пожарные насосы раополагают значительным навигационным запасом энергии и поэтому доцуокают больную частоту
    вращения. Обычно они приводится в движение электродвигателем
    переменного тока и работают о наибольшей для данного
    типа
    двигателей частотой вращения 2900 об/мин.Коэффициент быстроходности рабочего колеса такого наоооа лежит
    в
    пределах
    И 5 = 50...100.
    На рис.20 изображена с хеш судового напорно-пожарвого насоса ЭШН-3. Насос имеет вертикальный разъем по
    плоскости,
    проходящей черев ось наоооа. Приамшй и напорный
    патрубки
    размещены на корцуое с одной стороны от плоокооти
    разъема
    так, что крышку насоса можно внимать, не отсоединяя ваооо от
    приемного и напорного трубопроводов.

    Для смазки нижнего подшипника установлена трубка, соединяющая нижнюю камеру подшипника о камерой рабочего
    колеса.
    В зазоре между рабочим колесом и корпусом жидкость вращается,
    и под действием центробежных о ил давление в зазоре уменьшется от периферии к центру. По трубке вода поступает в дшаш
    камеру подшипника, проходит через зазоры подшипника и возвращается у о тупицы колеса в пространство между корпуоом насоса и вращающимся колесом.
    Верхний подлинник насоса вынесен из корпуса наоооа и ош-

    32
    зывается консистентной сшакой, которая полается ие масленки под давлением, создаваемым при заворачивании крышки масленки. Подшипник охлаждается водой, которая подается из отвода первой отупени в холодильную камеру, охватывающую подшипник. Из камеры подшипника вода возвращается в приемную камеру первой ступени насоса. В корпусе верхнего
    подшипника
    расположены два радиально-упорных шарикоподшипника.
    Приемные камеры первой и второй отупен* насоса разделены
    диафрагмой, которая имеет расточки для установки в них резиновых уплотнительных колец.
    Место выхода вала из корпуса насоса уплотняется сальником с шестью кольцами хлопчатобумажной промасленной и прографиченной набивки, которая прижимается к опорному
    кольцу
    и втулке вала нажимной втулкой.
    Приемный и напорный гатрубки насоса разделены
    горизонтальными перегородками, которые образуют в каждом патрубке
    по два канала. Эти каналы соединены о соответствующими подводами и отводами ступеней насоса.
    Проточные каналы первой и
    второй ступеней насоса
    имеют
    аналогичную конструкцию. Подвода выполнены в виде симметричных двойных опирал ьных камер (риз.21).
    Каждый спиральный
    канал
    охватывает входное сечение подвода на 135°. Поток, поступающий в подвод, как бы разделяется на три части и
    равномерно
    распределяется по входному селению подвода,обтекая при этом
    вращающийся вал, который заРис.21. Симметричный спиральный подвод

    К ЫТ

    Р
    Д®Фрагмой. Диафрагма выполнена в виде тела вращения,
    образующего внутреннюю стенку
    подвода и обеспечивающего плавный поворот потока на 90°
    в
    направлении, параллельном оси колеса.
    Внешний контур выходного участка подвода образует перед-

    I

    33
    няя часть уплотнения рабочего колеса, контур которого плавно
    переходит в контур канала рабочего колеса в меридианном сечении.
    В насосе ЭШН-3 рабочие колеоа выполнеш сборными
    на
    заклепках со съемными уплотнительными кольцами.
    В настоящее время больше применяют неразъемные
    рабочие
    колеса без съемного уплотнительного кольца.
    Спиральные отводы первой и второй ступени насоса
    отличаются конструкцией диффузоров. Диффузор второй ступени непосредственно соединен с напорным штрубком насоса, который
    разделен горизонтальной перегородкой на две равные части. Сечение диффузора плавно изменяется, как указано на рис.22, от
    трапеции (сечение 8-8) до полукруга (сечение 13-13).
    Закон
    изменения площади оечения принимается такой ие, как у прямоосного диффузора с поперечным сечением в виде круга и с углом раскрытия £ = 6 . . . 12°.
    В сечении 13-13 напорного патрубка происходит соединение
    отводащих каналов первой и второй ступеней насоса.
    Внутренние стенки диффузора должны иметь плавные очертания без местных впадин и выступов, так как иначе будут возникать местные вихревые зоны,что овязано с
    дополнительными
    гидравлическими потерями.
    Диффузор первой ступени соединен каналами о
    напорным
    патрубком и подводом второй ступени (рис.23-26). ф и шраллельном соединении ступеней насоса потов из диффузора
    первой ступени черев канал цилиндрического золотника направляется в напорный патрубок, а при последовательном соединении
    ступеней поток из первой ступени постушет в подвод второй
    ступени. Соединение диффузора отвода первой ступени о напорным патрубком или подводом второй ступени осуществляется поворотом цилиндрического золотника. Одновременно цилиндрический золотник открывает или закрывает канал,
    соединяющий
    входной патрубок насоса с подводом второй ступени. Золотник
    переклшения насоса о параллельной работы на последовательную установлен между 12 и 12а сечениями диффузора отвода первой ступени (рю.25). На рио.23 изображены оечения диффузора,
    а на риз.26 показано, как изменяется ширина сечения по длине
    диффузора.
    Принятая конструкция золотника привела к искривлению оси
    диффузора в двух плоскостях. Конструкция золотника
    получи-

    34

    35
    лаоь компактной и
    удобной в эксплуатации, но оложная
    форма
    диффузора
    отвода первой ступени
    увеличила
    гидравлические потери и уменьшала
    гидравлический
    к.п.д. насоса.

    Рио.23. Сечения 8-14 диффузора
    отвода первой ступени напорно-пожарного наоооа

    Рис.24. Спиральный отвод первой ступени
    напорно-пожарного наоооа

    36

    и

    И

    12а

    f2

    ft

    Ю

    Риз. 2 6. И вменение пирины сечения диффузора отвода
    первой ступени напорно-пожарного наоооа
    по длине канала

    О

    а

    27
    5. ХОД РАСЧЕТА СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА.
    ПРИМЕР РАСЧЕТА СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
    Конкретное выполнение расчета спирального отвода состоит
    ив днух частей: расчет спирального канала и расчет днйувора.
    В ЛКИ при выполнении курсового проекта принят метод расчета
    опирального канала на оонове закона г С а = const . В оонове
    расчета опирального каналаданнымметодам лежат
    оледуюкив
    положения: потов невязкий, ооесиыметричный и момент скорооти
    жида ости в спиральном канале есть величина постоянная, т.е.
    г Cu = const.
    Исходными величинами джя расчета является параметры, подученные в результате расчета рабочего колеоа:
    - раочетная подача Q р , м 8 /с;
    - наружный диаметр рабочего колеоа D 2 , м;
    - дириш выходной хромки лопасти рабочего колеса Ь2 ,м;
    - окружная ооотавляюцая абсолютной скорооти на выхода из
    рабочего колеоа Сиг • м/о.
    Кроме входных данных, полученных в результате
    расчета
    рабочего колеоа, необходшо задаться следуюцвт исходными
    данными:
    - толщиной языка спирального отвода Л „ , м;
    - формой теоретического оечения опирального канала в вида трапеции о углом наклона боковых о тенек ^ одинаковым
    для
    всех сечений Ы. , град;
    - приращением радиуса Дг\ , и.
    5.1. Определение размеров входного оечения
    опирального канала
    Входное сечение опирального канала представляет собой цилиндрическую поверхность шириной Ъ, и радиусом Я , .
    Ширина входного оечения опирального канала Ь 3 определяется по уравнению
    Ъэ =Ь г + (0,02 . . . 0,05) D 2 , м .
    Радиус

    R3

    находится из соотношения

    К-з " 0,03... 1,08) R , , м,
    где

    R 2 - наружный радиус колеоа.

    38
    При проектировании насооа с более низким уровнем
    вибраций следует принимать

    шума и

    R 3 « ( 1 , 0 6 . . . 1,08)R 2 , м.
    При проектировании наоооа с высоким гидравлически» к.п.д.
    и минимальным радиусом отвода

    R j - (1,03 . . . 1 , 0 5 ) R г , м.

    5.2. Расчет и построение кривой процуокной способности
    Расчет кривой пропускной способности ведется в табличной
    форме (табл.6).
    Таблица 6
    Л
    точки

    П.
    м

    i.«n

    К

    Г,

    м

    м

    г



    1-1

    М 3 /с

    I
    I

    2

    4

    3
    V-b,

    5

    6

    >

    7

    м 3 /о
    8
    0

    2
    3

    >

    4
    5

    *

    Qi>aP
    » Постоянная спирального канала Г с
    нению

    определяется по урав-

    Табл.6 заполняется следующим образом. Первая точка соответствует вводному сечению, т.е. в первой точке r\=R3,
    I,,
    a Q.i = 0. Задаваясь приращением радиуса
    Дг\ = 5...10 мм,

    39
    определят1 текущий радиус второй точки Г ; - ? , +
    « rw+• Art
    (вторая точка теперь будет текущей, т.е. I , а первая точка
    станет уже предыдущей, т.е. L-1 ) . Аналогичным образом определяют текущие значения радиусов последующих точек. Текущее
    значение ширины спирального канала Ь^ для второй точки определяют следующим образом. На миллиметровке,
    предварительно
    выбрав масштаб, откладывают значение радиуса R } и Ь 3
    (рис.27), затем через концы отрезка b s проводят прямое под
    углом ol , которые и являются боковыми отенками спирального
    канала. Таким образом получают график зависимости
    текущей
    ширит сечения спирального канала Ь, в функции от текущего
    значения радиуса г. . По зтоцу графику (ом.рио.27),
    зная
    значение
    , и определяют соответствующие значения Ъ [ .

    Рис.27. Зависимость ширины ошфального канала
    от радиуса

    41
    Можно и расчетным путем определить ширину
    сечения спирального канала. Так, ширина сечения спирального канала для
    текущей точки определяется по формуле
    Ъ-Ь^ДЬгде

    biH

    bH*2Ar.tgr<*/2,

    - ширина сечения спирального канала в
    точке, м; (для второй точки Ь м = Ь 5

    предыдущей
    );

    Д Ъ = 2-hrx\go(/2 - приращение ширит сеченш
    ного канала при приращении радиуса на

    спиральвеличину

    Дг\ , м.
    Величины
    , АО. и Q t определяют по формулам, приведенным в головке таблида 6. Расчет таблицы заканчивают,
    когда получают текущее значение расхода среда Q • > Q р . По
    данным расчета таблицы, а именно, цо текущим значениям г< и
    соответствующим Q^ , строится кривая процуокной способности О . L ^ ^ ( r i ) (рис.28).
    5.3. Расчет таблицы значений расходов
    через контрольные сечения
    Пользуясь зависимостью

    Q ^ = -^ji/fr

    , определяют

    рас-

    ход жидкости в сечениях, соответствующих определенному углу
    1&• (табл.7). Сечения спирального канала обычно располагают
    относительно друг друга через 45°.
    /

    Таблица 7
    Номер
    сечения

    0

    I

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    Г

    0

    45

    90

    135

    180

    225

    270

    315

    О .

    Q

    ^ lis

    Utf,M3/c

    Qo

    „o

    8
    360
    4
    Q }«0-G

    V
    5.4. Нахождение теоретических сечений спирального канала
    Определив расход жидкости в выбранных сечениях, откладывают значения
    , Q 9 0 , Q w , Q |J0 ,
    , Q 2 „ , Q}lf от
    начала координат и на оси абсцисс получают точки: а
    в , 6,
    г, 9 , е , Ж
    (рис.29). Значение расхода жида ости Q 3 S 0

    43
    в сечении, расположенном под углом 36СР, откладывают не от
    начала координат, а от точки и . Положение точки а находит
    следующим образом: отложив толщину языка Д я (ом.рно.29), проводят горизонталь до пересечения о кривой процгокной способности Q.t = f (г.) . Отложив от точки и
    расход 6 3 t 0 ,
    находят на оси абсцисс точку з . Из точек
    а , В, 6 , г,
    9, е,*с,з восстанавливают перпендикуляре да пересечения
    о
    кривой пропускной способности и из полученных
    на
    кршой
    Qi " f ( r i ) тспек проводит горизонтали до пересечен» о боковыми стенками спирального отвода. Иаким образом получают
    теоретические сечения спирального завала, расположенные сод
    углами 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315 и 360° (ом.рмо.29).

    5.5. Построениедействительныхсечений спирального
    канала
    Острые углы теоретических сечений спирального отвода вызывают дополнительше гидравлические потери и концентрацию
    местных напряжений в стенках опирального отвода.
    Повтощу
    острые углы сечений округляют, соблюдая равенство
    рааходсв
    жидкости через отбрасываемые и добавляемые плодадкк. Уолсвие
    для округлений острых углов сечений в конечном виде завязывается так:

    Т . ' й
    где f

    a



    - площадь отбрасываемой площадки (рис.30);

    f i - площадь добавляемой площадки;
    га - радиус центра тяжести площадки f a ;
    г в - радиус центра тяжести площадки f ( .
    ' Перестроение сечений производится на миллиметровой бумаге. Новые значения в азоты контрольных оечений К с и радиуса
    ге = hc+R з снимаются о чертежа (ом.рио.30) и заносятся в
    табл.8.
    Таблица 8
    Номер
    сечения
    hc

    0
    0
    к,

    I
    Ц
    V 4

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    44
    По резке рам контрольное оечений отроится о хеш
    ного канала в двух проекциях (ом.рив.9).

    о играль-

    Pro.30. Построение действительных оечений
    спирального канала

    5.6. Определение размеров диффузора
    Площадь входного оечения диффузора j g совпадает с площадью последнего сечения спирального канала и определяется
    из чертежа этого сечения. Скорость потека во входном сечении
    диффузоре равна
    С

    ,

    '

    Q

    P

    /f.

    ,

    м/с.

    Скоростью в выходном сечении диффузора задаются в диапазоне
    3 - 5 м/о и менее. При этом степень расширения
    диффузора,
    представляющая собой отношение скоростей на входе и выходе,
    должна находиться в следующих пределах:

    45
    К,
    По скорооти
    выхода:

    «Cf/C9-2.0...3,5.

    Сд находят плоц&дь оечения
    U

    -Qp/C9

    диффузора

    на

    .

    Дзаьтр эквивалентного круга:
    дан входного оеченж
    для выходного сечения

    =
    d, = у

    Задаваясь углом раскрытия дшффуаоре
    дят длину диффузора (ом.рю.12):

    , м;
    , м.
    3 ... 12°, нахо-

    5.7. Пршер расчета опирального отвода
    центробежного наоооа
    Исходили величинами для расчета спирального отвода являются параметры, подученные в результате расчета
    рабочего
    колеоа центробежного наоооа:
    - расчетная подача
    = 0,01812 м 8 /о;
    . наружный диаметр рабочего колеоа
    = 0,225 м;
    - ширина выходной кромки лопаоти рабочего колеса
    0,0095 ы;
    - окружная составлявшая абсолютной скорооти на выходе ив
    рабочего колеоа С ц = 21,85 м/с.
    £

    5.8. Расчет опирального канала оигрального отводе
    1. Определяем радиуо цилиндрической поверхности входного
    оечения спирального
    R , - ( l , 0 3 . . . 1,05)R 2 = 1,049- 0,1125 - 0,118 м.
    2. Определяем ширину входного оечения спирального канала
    Ь3*Ъ2+{0,02...0,05)Dt « 0,0095+0,0467-0,225 = 0,020 и.

    '

    J

    46
    3. Определяем поотоянную спирального канала
    Г

    с

    - 2 С 2 - 3 , 1 4 • 0,1125 • 21,15 = 15,437

    м'/с.

    4. Принимаем толщину языка спирального отвода
    Дя = 3...

    - 5мм.

    5. Приншаем угол наклона боковых стенск спирального кавала
    *о( - 30 . . . 40" «40* .
    6. Рассчитываем кршув пропускной способности GUf (г ; )
    (табл.9).
    Таблица 9

    Г-.,
    м

    Ьг.
    м

    м

    Qi-Z0 A Q i

    2

    м 3 /с

    Arlt
    3

    м /0
    0,118

    0,020

    0,1695

    0,123

    0,0238

    0,1935

    0,128

    0,0275 0,2148

    0,133
    0,138
    0,143
    0,148

    0,031

    0,2331

    0,005

    0,1815

    0,00223

    0,005

    0,2042

    0,00251

    0,0С5

    0,2239

    0,00275

    0,005

    0,2416

    0,00297

    0,005

    0,2979

    0,00317

    0,2727

    0,00337

    0,0437

    0,2880

    0,00354

    0,045

    0,00749
    0,01046

    0,2657

    0,01363

    0,2818

    0,0170
    П (VK

    0,153

    0,00223
    0,00474

    0,0345 0,250
    0,038

    0

    0,2941

    Строим кривую пропускной способности (рас.31).
    7. Рассчитываем расходы через контрольные сечения
    (табл.Ю).

    48
    Таблица 10

    Г

    0

    45

    0

    90

    135

    180

    0,002265

    0,00453

    0,00679

    0,00906

    225

    270

    315

    360

    0,01132

    0,01359

    0,01585

    0,01812

    Q * , м 3 /с

    Данные табл.10 используются дои построения теоретических
    сечений.
    8. Теоретические сечения спирального канала при различных углах установки сечения находатся графическим путем (см.
    рис.31).
    9. На том же рвзунке графически выполняется
    построение
    действительных сечений спирального канала. Результаты расчета внесены в табл.II.
    Таблица I I
    Номер
    сечения

    0
    0

    I

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    0р049 Q0O94 ф136 0,0175 QfEI3 0,СЕ5 0£В83 0Д347

    0,118 0,1229 0,1274 QI3I6 0J355 0Д393 0143

    01463 01527
    >

    10. Определяем размеры ди|гё(уэора.
    Площадь входного сечения
    доф^узора
    = 0,001СЖ6 м 2 .
    Скорость потока во входном сечении диффузора
    С , = Q p / f , = 0,01Щ/0,001016 - 1 7 , 8 3 м / с .
    Задаемся степенью расширения диффузора
    К

    =

    2 ... 5,5 - 3,5 .

    <3

    Скорость потока в выходном сеченш диффузора
    С

    9

    .С,/К

    - 1 7 , ^ / 5 , 5 - = 5- М/с

    49
    что не превышает допустима значений.
    Площадь оеченин диффузора на выхода
    /

    - Q р / С 9 = 0,01812/5 = 0,00362 м2.

    Диаметр эквивалентного круга
    на входе в даМузор
    d

    g

    = У ^ f,/лг

    =//(-0,001016/3,1^

    = 0,056м;

    на выходе из диффузора
    d9-

    = i/Vo,00362/3,^

    Принимаем угол раокрытия диффузора
    Длина диЗрфуэора равна

    - 0,068

    м.

    = 8 ...12° = 10Р.

    15. По результатам ^асчета в масштабе производится
    строение плана меридшнного сечения спирального канала
    (рио.32).

    по-

    51

    ЛИТЕРАТУРА
    1. ВОРОНОВ В.Ф., АРЦЬКСВ A.Q. Судовые гидравлические машины,Л . : Судостроение, 1976.
    2. ВАСИЛЩВ Э.А., НЕВЕЛИЧ В.В. Герметичные электронаоооы,М.: Машиностроение, 1968.
    3. Альбом конструкций для курсового проектирования напориопожарных насосов. Изд.ЛКИ, 1962.
    4. Альбом конструкций для курсового проектирования конденсаторных насосав. ИЗД.ЛКИ, 1962.
    5. МИХАЙЛОВ А.К., МАЛШЕНКО В.В. Конструкции и расчет центробежных насосов высокого давления.- М.: Машиностроение,
    1971.

    52

    ОГЛАВЛЕНИЕ
    1. Назначение и устройотво спирального отвода

    3

    2. Характеристика потока в спиральном канале спирального отвода

    5

    2.1. Осеоимметричннй поток в спиральном канале отвода
    5
    2.2. Расход жидкости через сечение спирального канала
    9
    2.3. График пропускной способности сечений спирального канала
    10
    3. Расчет опирального отвода
    3.1. Расчет спирального канала
    3.2. Расчет спирального канала при постоянной
    скорости потока
    3.3. Расчет диффузора
    4. Спиральные отвода судовых центробежных наоосов . . . .
    4.1. Спиральные отвода кондансатного насоса . . . .
    4.2. Спиральные отвода напорно-покарного насоса

    "13
    13
    Г7
    19
    21
    21
    30

    5. Ход расчета спирального отвода. Пример расчета онирального отвода центробежного насоса
    37
    5.1. Определение размеров входного сечения опирального канала
    37
    5.2. Раочет и построение кривой пропускной оноообности
    38
    5.3. Раочет таблицы значений расходов черев
    контрольные сечения
    41
    5.4. Нахождение теоретических сечений спирального канала
    41
    5.5. Построениедействительныхсечений опирального канала
    43
    5.6. Определение размеров диффузоров
    44
    5.7. Пример расчета спирального отвода центробежного насоса
    45
    5.8. Раочет спирального канала спирального отвода
    45
    Литература

    51