Расчет по подобранным данным. Расчет геометрических параметров вакуумного насоса.

Подобранные данные			Пределы	Нач. Знач.
λ	0,1875		≤0,1875	0,14
KL	3,4		3,4-3,8	3,8
μ1	0,08		0,08-0,1	0,09
ξ др	1,04		1,01-1,04	1,02
μ	0,008		0,005-0,008	0,005
δ	0,025		0,024-0,04	0,04
U	11		11-15	15
Поменяем материал пластин со СТЭФ-1 на асбестотекстолит

1. Теоретическая быстрота действия:

2. Оптимальное число пластин:

Округляем до чётного значения:

3. Угол между пластинами:

4. Коэффициент С:

5. Радиус статора:

6. Длина ротора

7. Эксцентриситет ротора

8. Толщина пластин

9. Высота пластин:

10. Глубина паза ротора:

11. Радиус ротора:

12.Максимальная площадь ячейки:

13. Масса пластины ротора:

14. Число оборотов:

15. Угловая скорость:

16. Угол поворота биссектрисы ячейки, соответствующий концу сжатия:

где:

17. Угол :

18. Углы кромок всасывающего и нагнетательного канала:

а) верхняя кромка всасывающего окна δ₁:

б) верхняя кромка нагнетательного окна δ₂:

в) нижняя кромка нагнетательного окна δ₃:

г) нижняя кромка всасывающего окна δ₄:

19. Максимальный угол сжатия:

20. Текущее значение давления газа в ячейке:

21. Перепад давлений между двумя соседними ячейками, одна из которых соединена со всасывающим патрубком:

22. Перепад давлений между двумя соседними ячейками, одна из которых соединена с нагнетательным патрубком:

23. Перепад давлений между двумя соседними ячейками:

24. Интенсивность нагрузки от перепада давлений газа на выступающую часть пластины

25. Интенсивность нагрузки от поперечных сил ускорения Кориолиса:

26. Индикаторная мощность на расчетном режиме работы насоса:

27. Индикаторная мощность на нерасчетном режиме работы насоса:

28. Коэффициент :

29. Индикаторная мощность:

30. Среднее индикаторное давление:

31. Радиальное усилие на подшипник:

32.Мощность на трение в подшипниках:

33. Мощность на трение в уплотнениях:

34.Коэффициент трения пластин по цилиндру для асбестотекстолитовых пластин:

35. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения пластин в пазах ротора от сил инерции:

36. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил от разности давлений в соседних ячейках:

37. Мощность,затрачиваемая на преодоление сил трения пластин по цилиндру от сил инерции:

38. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения пластин по цилиндру от разности давлений в соседних ячейках:

39. Полная мощность:

30. Механический КПД:

_{Расчет для насоса с углом наклона пластин}

31. Мощность на преодоление центробежных сил:

32. Мощность на трение пластин по цилиндру из-за перепада давления:

33. Мощность на трение пластин в пазах из-за перепада давления:

34. Мощность на трение пластин в пазах:

35. Мощность на трение в подшипниках принимаем равной рассчитанной для насоса с радиальными пластинами =9,6 (Вт)

36. Полная мощность:

37. Механический КПД:

Вывод.

В результате данной работы был рассчитан РПН в двух вариантах: с радиально расположенными и наклонными пластинами. Конструктивные различия между этими РПН порождают различия в их характеристиках. Наклонные пазы сложнее в изготовлении, силы трения в них больше. Вследствие этого мощность, затрачиваемая на их преодоление больше. Также возрастает мощность, затрачиваемая на преодоление центробежных сил из-за более сложной формы пластин во время работы и смещенного относительно оси центра масс. Однако, наклонно расположенные пластины обладают лучшей притираемостью к стенкам цилиндра, и как следствие затрачивается меньшая мощность, повышается срок службы пластин.

Используя стальные пластины, мы получили большие массы пластин.. Из-за уменьшения относительной толщины пластины мы получили большее число пластин, большую длину ротора, больший радиус ротора, меньший эксцентриситет, меньшую толщину пластины, что негативно сказывается на габаритных показателях, на использовании объёма цилиндра, поэтому можно сделать вывод о том, что применение неметаллических пластин было бы более целесообразно и эффективно.

Важнейшим критерием оценки механизма является КПД: у «радиального» РПН он примерно равен «наклонному». Это позволяет сделать вывод, что конструктивные различия между этими насосами не оказывают значительного влияния на характеристики РПН, и не являются необходимыми. В связи с этим можно сделать вывод, что схема(рис.1) с радиально расположенными пластинами является наиболее оптимальной.