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:

м/с

=0.03..0.09-принимается в зависимости от требуемых кавитационных качеств колеса и лежит в пределах; для малошумных насосов

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:

Где М_кр – крутящий момент, приложенный к валу, ;

- допускаемое напряжение на кручение, .

Для придания жесткости d_в увеличивают на 10-15 мм.*

Величина крутящего момента, определяется по форумуле

=9.57 N/n=358,0612 ,

Где N – мощность, Вт; n – частота вращения, об/мин.

Для валов из углеродистой стали допускаемое напряжение на кручение принимается (300-500) .

м (увеличиваем d_в для придания жесткости)

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

0.068 м;

Диаметр Do входа в колесо находится из уравнения неразрывности:

или

м;

Положение входной кромки лопасти рабочего колеса и ширина b₁ выходной кромки лопасти рабочего колеса и ее положение зависят от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности ; b₁ находятся из уравнения неразрывности:

м, где

Меридианная составляющая абсолютной скорости принимает для колес со средними кавитационными качествами:

=(0,8..1,0) =1,0 =1,652 м/с;

Колеса имеющие средние кавитационные качества (С=1000) и низкую быстроходность ( =50-90), выполняются с цилиндрическими лопастями. Диаметр окружности, проходящей через средние точки выходных кромок лопастей, применяются равным:

= (0.9..1.0) = 0,9 0,1726= 0,1553 м;

/2 = 0,078 м;

Входная кромка лопасти располагается параллельно оси колеса или под углом 15-30 градусов к оси.

Меридианная составляющая абсолютная скорости после поступления потока в межлопастной канал(т.е с учетом стеснения) определяется по уравнению:

м/с

=1.05-1.015-коэффициент стеснения на входе;

=1.1

Окружная скорость на входе в межлопастной канал определяется по уравнению:

=0,078 153,86=11,949 м/с;

рад/с - угловая скорость ;

Угол безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения:

;

;

Угол установки лопасти на входе определяется из формулы:

= =8,648+10= ;

Для колес со средними кавитационными качествами принимается:

- угол атаки;

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:

м/с;

По скоростям строят треугольники скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса и определяют скорости .