1.5.2 Рідинний насос

В ДВЗ найбільше застосування знайшли відцентрові насоси з одностороннім підводом рідини. Його розрахункову продуктивність (м³/с) знаходять за формулою

, (1.6)

де: _п.н. – коефіцієнт подачі насоса, _п.н. = 0,8…0,9;

V_рід. – циркуляційна витрата охолодної води, м³/с.

Циркуляційні витрати охолодної рідини в системі двигуна, м³/с

,

де: с_рід. = 4187 – середня теплоємність охолодної рідини, Дж/(кгК),

теплоємність антифризів на 15% нижча;

_рід. = 1000 – густина охолодної рідини, кг/м³;

Т_рід. = 6…12^о температурний перепад охолодної рідини у радіаторі, К.

Вхідний отвір насоса повинен забезпечити підвід розрахункової кількості охолодної рідини. Це досягається при виконанні умови

, (1.7)

де: с₁ =1…2 – швидкість води на вході, м/с;

r₁ і r₂ – радіус вхідного отвору і маточини крильчатки, м.

Із рівняння (1.7) визначають радіус вхідного отвору крильчатки

. (1.8)

Колова швидкість сходу води, м/с

, (1.9)

де: ₂ і ₂ – кути між напрямками швидкостей с₂, г₂ і w₂;

_рід. = (5…15) 10⁴ – напір, створений насосом, Па;

_h + 0,6…0,7 – гідравлічний ККД.

При побудові профілю лопат крильчатки приймають кут ₂=8…12^о і ₂=12…50^о. Зі збільшенням ₂ зростає напір, створений насосом, тому інколи цей кут беруть рівним 90^о (радіальні лопати). Але збільшення ₂ приводить до зменшення ККД насоса.

Радіус крильчатки на виході, м

, (1.10)

де: n_в.н. – частота обертання крильчатки, хв^-1;

w_в.н. – кутова швидкість крильчатки рідинного насоса.

Колова швидкість визначення із рівняння

, (1.11)

звідси , м/с.

Якщо кут , між швидкостями c₁ і u₁ дорівнює 90^о, тоді кут ₁ знаходиться із співвідношення

, (1.12)

Рисунок 1.4 – Схеми побудови профілю лопат рідинного насосу

Ширина лопат на вході b₁ і на виході b₂ (рис. 1.4 а) визначається із рівнянь

, (1.13)

, (1.14)

де: z=3…8 – число лопат на крильчатці;

₁ і ₂ – товщина лопат на вході і виході, м;

c_r – радіальна швидкість сходу, м/с

. (1.15)

Ширина лопат на вході для крильчатки рідинного насоса змінюється в межах b₁ = 0,010…0,035м і на виході b₂ =0,004…0,025м.

Побудова профілю лопат насоса приведено на рис. 1.4 б. Із центра 0 радіусом r₂ проводять зовнішнє коло і радіусом r₁ – внутрішнє. На зовнішньому колі в довільній точці В будують кут ₂. Від діаметра, який проходить через точку В, відкладають =₁+₂. Одна із сторін цього кута перетинає внутрішнє коло в точці К. Через точки В і К проводять лінію ВК до перетину вдруге з внутрішнім колом (точка А). Із точки L, яка являється серединою відрізка АВ, проводять перпендикуляр до перетину його з лінією ВЕ в точці Е. Із точки Е через точки А і В проводять дугу, яка і є шуканим обводом лопати.

Потужність, потрібна для приводу рідинного насоса

, (1.16)

де: _м=0,7…0,9 – механічний ККД рідинного насоса;

р_рід. – напір рідини, який створюється насосом приймається р_рід.=0,12·10⁶ Па.