Ход расчета спирального отвода.

Выполнение расчета спирального отвода состоит из двух частей: расчет спирального канала и расчет диффузора. При выполнении курсового проекта принят метод расчета спирального канала на основе закона . В основе расчета спирального канала лежат следующие положения: поток не вязкий, осесимметричный и момент скорости жидкости в спиральном канале есть величина постоянная, т.е. .

1. определим радиус цилиндрической поверхности входного сечения спирального канала

м.

2. определяем ширину входного сечения спирального канала

м.

3. определяем постоянную спирального канала

м/с

4. принимаем толщину языка спирального отвода

5. принимаем угол наклона боковых стенок спирального канала

Рассчитываем кривую пропускной способности

Таблица 25. Расчет кривой пропускной способности

м	м		м		м3/с	м3/с
0.2446	0.0352	0.1439	0.01
0.2646	0.0436	0.1648	0.01	0.1598	0.0044	0.0085
0.2846	0.0520	0.1827	0.01	0.1784	0.0049	0.0180
0.3046	0.0604	0.1983	0.01	0.1945	0.0053	0.0285
0.3246	0.0688	0.2120	0.01	0.2086	0.0057	0.0397
0.3446	0.0772	0.2240	0.01	0.2211	0.0061	0.0517
0.3646	0.0856	0.2348	0.01	0.2322	0.0064	0.0643
0.3846	0.0940	0.2444	0.01	0.2421	0.0066	0.0775
0.4046	0.1024	0.2531	0.01	0.2510	0.0069	0.0911
0.4246	0.1108	0.2610	0.01	0.2590	0.0071	0.1052

По данным таблицы строим кривую пропускной способности.

Рис18. Кривая пропускной способности

Таблица26.

номер сечения
м3/с		0,0125	0,025	0,0375	0,05	0,0625	0,075	0,0875	0,01

Пользуясь зависимостью , определяем расход жидкости в сечениях (таблица 5), соответствующих определяемому углу . Эти данные используем для построения теоретических сечений.

Рис.19 действительное сечение спирального канала.

Новые значения высоты контрольных сечений h_cи радиуса r_c=h_c+R₃ снимаются с рисунка и заносятся в таблицу 6 .

Таблица 27.

номер сечения
		0,0129	0,022	0,0316	0,0412	0,0510	0,0614	0,0714	0,0808
	0.2446	0.2575	0.2666	0.2762	0.2858	0.2956	0.306	0.3160	0.3254

Скорость потока во входном сечении диффузора:

м/с

Задаемся степенью расширения диффузора:

Скорость потока в выходном сечении диффузора:

м/с

что не превышает допустимых значений.

Площадь сечения диффузора на выходе:

м².

Диаметр эквивалентного круга на входе в диффузор:

м.

на выходе из диффузора:

м.

Принимаем угол раскрытия диффузора 10°

Длинна диффузора равна:

м.

Рис20. Спиральный отвод.

Расчет протечек q₁ в насосе

Кроме внутренних протечек жидкости имеются утечки из насоса через сальник . Жидкость, которая, просачивается через сальник, осуществляет смазку и отвод тепла, выделяющихся при трении поверхностей сальника. В нормальном состоянии сальника через него протекает весьма малое количество жидкости: менее 10 (60 капель в минуту). Ввиду незначительности утечек через сальник в расчетах объемных потерь ими можно пренебречь.

Принимаем однощелевое уплотнение с длинной , диаметром , с радиальным зазором , коэффициент трения выбираем в первом приближении

Коэффициент в первом приближении:

Статический напор колеса:

Напор теряемый в уплотнении:

Дж/кг

Осевая скорость жидкости в зазоре:

Окружная скорость колеса на диаметре :

Коэффициент кинематической вязкости выбираем для воды при температуре 20 равным 1,006

Число Рейнольдса:

Толщина ламинарного подслоя:

Принимаем абсолютную шероховатость стенок R_a равной 0,02 мм.

Так как Re>2320, а то режим течения – турбулентный с шероховатыми стенками, а коэффициент λ во втором приближении рассчитывается по формуле

N=11.5 - постоянная, имеющая структуру числа Рейнольдса и определяющая место перехода ламинарного течения у стенки в турбулентное

Коэффициент расхода во втором приближении:

Расход жидкости через уплотнение во втором приближении:

м³/с

Если учесть протечки q₁ через переднее уплотнение, которые приводят к течению жидкости в осевом зазоре между передним диском колеса и корпусом, то напор теряемый в уплотнении:

Коэффициенты и находим по графикам.

Расходный параметр:

Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из колеса: Дж/кг

Расход жидкости через уплотнение:

м³/с

Относительная величина протечки:

Величина протечек не должна превышать 5%. Расчет показал, что величина протечек через переднее уплотнение составляет 2,5%, что является допустимым.