5.4 Примеры расчета насосов
Пример 5.4.1. Определить основные размеры двухпоршневого насоса двухстороннего действия с подачей Q = 1,25 м3/мин. Найти напор и мощность при работе насоса на сеть (рисунок 5.12), характеристика которой выражается уравнением подачи:
.
Насос приводится в движение через клиноременную и зубчатую передачи от электродвигателя с n = 960 об/мин
Рисунок 5.12. Характеристика трубопроводной сети (к примеру 5.1)
Решение. Подача одного цилиндра
Принимаем
Тогда
Средняя скорость поршня,
определяемая по формуле
,
может быть принята равной 0,6 м/с. Поэтому
Необходимо значение D при λ0= 0,92 составляет
.
Хор поршня S = D = 0,16 м
Необходимая частота вращения вала насоса
.
Передаточное отношение редуктора
.
Диаметр штока
.
Пользуясь уравнением, приведенным в задании, строим характеристику сети (рисунок 5.12)
Точка "а" характеристики определяет напор, создаваемый насосом; он равен 50 м.
Задавшись КПД насоса и зубчатой передачи равными
η = 0,82 и ηп = 0,94
определяем мощность насоса:
.
Пример 5.4.2. Спроектировать радиально-поршневой насос на подачу 1,7 л/с и рабочее давление 20 МПа, приняв η0=0,96 и nН = 1470 об/мин.
л/с.
Рабочий объем насоса
см3.
Принимая число поршней z = 5, находим объем поршня
см3
и диаметр поршня при е = 0,6 см
мм
Длина поршня
мм.
Диаметр оси ротора
D = 5·40 = 200 мм.
Диаметр ротора
Dр = 200 + 2·92 = 384 мм.
Внутренний диаметр статора
Dc = 384 + 2·6 = 396 мм.
Диаметр распределительного канала при числе каналов, равном 2 и скорости потока 3 м/с.
мм.
Теоретическая мощность насоса
Nнт = 100·20·16,7·10-3 = 33,4 кВт
Приводная мощность насоса
кВт
Пример 5.4.3. Рассчитать основные размеры аксиального роторно-поршневого насоса по следующим данным: полезная подача QH = 2,35 л/с, рабочие давление 20 МПа, nH = 1460 об/мин., z=7, η0 = 0,98 и максимальный угол диска γ = 180
Теоретическая подача насоса
л/с
Рабочий объем насоса
см3.
Из формулы
см3.
Диаметр цилиндра при отношении h/a = 2
см3.
При ходе поршня диаметр осевой окружности блока
мм
Нужный диаметр блока
Dб = 116 + 1,6·21 = 149 мм.
Теоретическая мощность насоса
Nнт = 145·16,7·20·10-3 = 48,4 кВт.
Пример 5.4.4. Рассчитать основные параметры гидромотора для работы под нагрузкой M = 100 Н·м и n = 24 об/с.
Требуемый момент гидромотора при η = 0,94
Н·м
Рабочий объем гидромотора
см3/об.
Расход гидромотора
Qм = 67·24 = 1610 см3/с.
Требуемый расход гидромотора (необходима подача насоса)
см3/с.
Мощность гидромотора
Nм = 108·24·6,3 = 16,1 кВт
или
Nм = 1610·10·10-3 = 1661 кВт.
Пример 5.4.5. Определить основные размеры шестеренного насоса по следующим данным: Q = 60 л/мин, p = 2 МПа, n = 1450 об/мин, число зубьев z=14 и η0 = 0,92.
Теоретическая подача
л/мин.
Модуль зацепления определяем по эмпирическому выражению
мм.
Диаметр начальной окружности шестерни
D = m·z = 4·14 = 56 мм.
Ширина шестерни из формулы подачи
см.
Рабочий объем насоса
см3.
Полезная мощность
Nп = 60·16,7·2·10-3 = 2 кВт.
Приводная мощность
кВт.