2015-05-12
2523
Размеры входа рабочего колеса определяются из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидропотерь. Скорость на входе в рабочее колесо находится по формуле С.С.Руднева (она соответствует минимальному значению критического кавитационного запаса энергии):
;
Величина 
(см. рис.8) зависит от кавитационных качеств рабочего колеса и определяется графически относительно выбранного 
(следует отметить, что для малошумных насосов 
).
Рис.8
Диаметр вала рабочего колеса в первом приближении найдем из расчета, на кручение по формуле:
, где
- допускаемое напряжение на кручение для данного вала (углеродистая сталь); 
- крутящий момент, приложенный к валу:
;
Полученное значение диаметра для придания жесткости увеличивают на 10-15 мм. Диаметр втулки выбирают в зависимости от способа крепления, а также из конструктивных соображений:
;
Диаметр 
входа в колесо находится с помощью уравнения неразрывности:
;
Расположение входной кромки лопасти колеса, а также ее ширина 
, зависят от коэффициента быстроходности 
и кавитационных качеств колеса, исходя из уравнения неразрывности:
;
Как правило, канал от входа в колесо до входа в межлопастные каналы выполняется или диффузорным, или постоянного сечения. Меридианная составляющая абсолютной скорости 
принимается для колес со средними кавитационными качествами:
;
Для колес со средними кавитационными качествами (
и 
) лопасти выбираются цилиндрическими. Диаметр 
окружности, проходящей через средние точки входных кромок лопастей, принимается:
;
Входную кромку лопасти располагают под углом к оси колеса 15-300 либо параллельно ей.
После поступления потока в межлопастной канал, последовательно учитывают следующие два фактора, действующие одновременно, а именно: стеснение потока телом лопастей и отклонение потока вследствие удара потока о лопасть.
Кроме того, после поступления потока в межлопастной канал, увеличится меридианная составляющая абсолютной скорости 
:
, где
- коэффициент стеснения на входе.
Окружная скорость на входе в межлопастной канал определятся по формуле:
, где 
- угловая скорость;
Учтём второй фактор – отклонение потока вследствие удара потока о лопасти. Обычно в рабочем колесе насоса лопасть устанавливают не под углом безударного поступления потока 
, а под углом 
, большим угла на величину угла атаки 
, учитывающего подкрутку потока на входе в межлопастной канал. Это делается для улучшения гидравлических и кавитационных качеств насоса на переменных режимах работы:
;
Угол установки лопасти на входе:
, где
- угол атаки, (для колес с нормальными кавитационными качествами 
, для колес с повышенными антикавитационными качествами на расчетном режиме 
). Для судовых насосов 
.
При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к её поверхности. Поэтому, считаем, что относительная скорость потока 
, после его поступления на лопасти, направлена по касательной к средней линии профиля лопасти на входе и определяется по уравнению:
= 
;
По скоростям 
, , 
, и углам 
, строят (см. рис.9) треугольники скоростей на входе в рабочее колесо:
Рис. 9
