Курсовой проект (Расчет центробежного насоса АВ)

Посмотреть архив целиком


Исходные данные

  • Тяга Р=130 кН

  • Давление в камере рк=8 МПа

  • Удельный импульс Iу=3600 м/с

  • Окислитель О2 (плотность кг/м3, давление насыщенных паров pn=0.1013 МПа)

  • Горючее НДМГ

  • Соотношение компонентов Кm=1.8

  • Соотношение компонентов в ГГ Кгг=0.05-0.2

  • Давление на входе в насос окислителя р=0,25 МПа

  • Давление на входе в насос горючего р=0,2 МПа

  • Частота вращения насоса ω=2500 рад/с



Расчет основных параметров и геометрических размеров колеса


Рассчитываем насос окислителя.

Давление на выходе из насоса принимаем МПа

Суммарный расход кг/с

Расход окислителя кг/с


По угловой скорости вращения насоса определяем минимальный допустимый срывной кавитационный запас Δhсрв.доп:

Максимальное значение срывного кавитационного коэффициента быстроходности выбираем

Объёмный расход м3

Допустимый срывной кавитационный запас Δhсрв.доп


Дж/кг


Полное давление на входе ,

где Свх – скорость жидкости на входе, Свх=5..10 м/с

МПа


Располагаемая энергия жидкости на входе

Дж/кг


Определяем коэффициент быстроходности насоса nS, по которому можно приблизительно оценить геометрическую форму меридионального сечения насоса.

Статический напор насоса

Дж/кг


Определяем геометрические параметры колеса.


Рассчитаем оптимальную скорость на входе в колесо по формуле Руднева

м/с

Скорость на входе в колесо

где D – эквивалентный (приведённый) диаметр входа

Из расчета по объёмному расходу

м

Рассчитаем D по условию прочности.

где КD – коэффициент эквивалентного диаметра входа, для насосов с уширенным входом КD=5..6

dвт – диаметр втулки колеса, dвт =(1.1…1.2)dв

где - диаметр вала.

Nп.н. – мощность, потребляемая насосом,

ηн – полный КПД насоса. Принимаем ηн=0.65…0.75

τдоп – допустимое напряжение на кручение. Для легированных сталей τдоп=(10…30)∙107 Н/м2




Мощность, потребляемая насосом,

Вт

Диаметр вала

м = 15 мм

Диаметр втулки колеса dвт =(1.1…1.2)dв=0,01666…0,01817 м

Принимаем dвт =0,018 м = 18 мм

Эквивалентный диаметр входа

м


Окончательно принимаем диаметр входа на колесо из расчета прочности

м


Диаметр входа в колесо

м



Вход потока на лопатки колеса


Диаметр средней точки входных кромок лопатки

м

Лопатки вынесены ко входу. Для обеспечения более высоких антикавитационных свойств насоса принимаем уширенный вход на лопатки:

Скорость на входе в колесо

м/с

Скорость потока перед входом на лопатки рабочего колеса

м/с

Ширина межлопаточного канала на входе

м

Окружная скорость м/с

Угол потока на входе в межлопаточный канал

После входа в межлопаточный канал скорость потока увеличивается из-за стеснения потока лопатками.

Коэффициент стеснения

где t1 – шаг на входе,

δ1 – толщина лопатки в плоскости вращения.

Скорость потока после входа в межлопаточный канал

м/с


Для определения геометрического угла лопаток на входе зададимся углом атаки i = 5…15о, что соответствует оптимальному треугольнику скоростей. Рекомендуемые значения угла лопаток на входе β=15…30о, при этом меньше загромождение проходного сечения выходными кромками и меньше диффузорность межлопаточного канала колеса.


Относительная скорость потока перед лопатками

м/с С1u=0


Строим треугольники скоростей на входе


Из треугольника м/с , м/с

Выход потока из колеса


Требуется определить D2, b2, β.

Диаметр колеса на выходе определим методом последовательных приближений.

Теоретический напор , где ηГ – гидравлический КПД насоса. Принимаем ηГ = 0.82…0.85

Дж/кг

Находим окружную скорость u2 на выходе из колеса в первом приближении.

Принимаем