Ширина рабочего канала на входе:
b1
=
,
(2.15)
где соm - меридианальная составляющая абсолютной скорости до входа на лопатки; для кромок, параллельных оси, обычно соm= сo, для наклонных кромок сm со.
2.3. Треугольник скоростей на входе
В
первую очередь предпринимается попытка
обеспечить безударный вход жидкости
на рабочее колесо, когда α
= 90°, т.е.
м/с,
(2.16)
где 1 - коэффициент стеснения на входе, предварительно принятый
1 = 1,1...1,25.
Переносная скорость
u1
=
R1
=
м/с.
(2.17)
где D1 - средний диаметр входных кромок лопаток, м;
n - частота вращения приводного двигателя, об/мин.
Из решения прямоугольного треугольника скоростей входной угол 1 определяют по его тангенсу
1
= аrсtq
, град. (2.18)
Входной установочный угол лопатки 1л желательно иметь в пределах (I4...25)0.
Если 1 получен меньшим, то вводится угол атаки , который обычно берется до 8°, а у насосов с большой частотой вращения до 12°. Тогда
1л = 1 + . (2.19)
Производится проверочный расчет 1:
1
=
,
где t1 - шаг лопатки;
1 - толщина лопатки, замеренная по окружности входа,
1
=
,
по прототипу конструктивно принять толщину лопатки S1 в пределах 1,5…5 мм.
При расхождении 1 с ранее принятым на 5 % расчет п. 3 повторяется вновь.
При наличии угла атаки производится расчет треугольника скоростей:
w
= c
/sinβ
,
c1
=
,
(2.20)
α1
= аrctq
= аrctq
.
(2.21)
2.4. Расчет выхода из рабочего колеса
В конструкторских расчетах выходной диаметр D2 определяется методом последовательных приближений. В учебной работе этот расчет упрощен.
Гидравлический кпд колеса г определяется по эмпирической формуле
г
= 1 -
,
(2.22)
где Dпр - приведенный диаметр входа, выраженный, мм;
Dпр
= (4…4,5)
м.
Коэффициент циркуляции рассчитываем по условной формуле:
к
=
(2.23)
где = (0,54…0,67) z [1 - (Do/D2)2].
При спиральном отводе цифровой коэффициент имеет меньшее значение, при лопаточном - большее. Отношение Do/D2 (табл. 2) определяется по величине nsк, z - число рабочих лопаток рабочих колес, для многоступенчатых насосов с nsк ≤ 150 принимают z = 6 - 8, при больших размерах насоса выбирают z = 6 - 7, а при малых размерах рабочего колеса ( D1 ≤ 50 мм) принимают z = - 6.
Теоретический напор рассчитываемого рабочего колеса
Hт
=
м,
(2.24)
где Нi - рассчитанный напор, м;
k - коэффициент циркуляции;
ηг - гидравлический кэффициент полезного действия.
По теоретической зависимости определяется переносная скорость на выходе
u2
=
,
(2.25)
где c2m - меридиональная составляющая, на выходе принимается c2m = =(0,8…1,0) com ;
2 - установочный угол лопатки на выходе выбираем по nsк:
2 30° при nsк < 100;
2 25° при nsк = 100...200;
2 20° при nsт > 200.
Тогда выходной диаметр рабочего колеса
D2
=
м, (2.26)
а ширина выходного сечения рабочего канала
b2
=
м, (2.27)
где 2 - коэффициент стеснения на выходе,
2
=
(2.28)
Для уменьшения потерь выходную кромку лопаток утончают, что в расчете не учитывается.
Величину b2 желательно иметь более 6 мм для облегчения отливки и обработки рабочего канала колеса. Толщина лопаток S2 принимается в пределах 3…6 мм.