Механический расчет. 
Расчет центробежного водяного насоса консольного типа

Для выполнения механического расчета необходимо профилирование элементов проточной части.

3.1 Профилирование лопаток рабочего колеса

Формы рабочих каналов колес различной быстроходности неодинаковы.

В нормальных и быстроходных колесах входные кромки лопастей вынесены в область поворота потока жидкости, то есть в зону, где направление потока изменяется от осевого к радиальному направлению.

Рис. 3. Построение средней линии сечения лопасти дугой окружности (АЕ=ЕС, АА_I=рD₂/z).

В тихоходных колесах они лежат на цилиндрической поверхности и параллельны оси колеса. Как правило, лопасти имеют постоянную толщину, которая не может быть меньше 4 мм по технологии изготовления колес литьем. Данная технология является базовой в России при производстве насосного оборудования (колеса, корпуса, ходовая часть, рамы и пр.).

Конструкция лопасти должна обеспечивать расчетные углы входа и выхода потока, минимальное гидравлическое сопротивление канала и прочность. Рабочие лопатки насосных колес чаще всего профилируются по дугам окружности по приведенной на рис. 3.

3.2 Профилирование спирального отвода

Конструкция спирального отвода (Рис.14) позволяет поддерживать скорости в отводе в определенных пределах.

Рис. 4. Конструкция и основные геометрические размеры спирального отвода

гидравлический насос вал скорость двигатель Выравнивание скоростей в отводе позволяет сократить потери (на удар, трение, вихреобразование и т. д.). Поэтому сечения отвода S, радиусы R и r рассчитываются из условия постоянной расходной скорости c, когда вихреобразование в канале минимально. При этом принимаются следующие размеры канала (Рис. 4):

R₃ = (1,03 1,05)D₂/2, мм; (2.1).

b₃ = b₂ + (0,02 0,05)D₂, мм. (2.2).

Сечения улитки по возможности делают круговыми диаметром d = 2r. Расходная скорость рассчитывается по выражению:

м/с. (2.3).

Начальный диаметр определяется по формуле:

мм. (2.4).

Сечения улитки по возможности делают круговыми диаметром d = 2r. Расходная скорость рассчитывается по выражению:

м/с. (2.3).

Начальный диаметр определяется по формуле:

мм. (2.4).

Зазор между колесом и языком во избежание существенного перетока жидкости из начальных сечений в отвод должен соответствовать значению, определяемому по зависимости:

мм. (2.5).

Коэффициенты к_с (n_s), к_нач (n_s) определяются по приведенной ниже номограмме (рис. 15):

Рис. 5. Номограмма для расчета k_с и k_нач [4]

Расчет площади сечения спирального отвода производят, задаваясь значениями угловой характеристики ц в интервале 45 ч 315 с шагом 45:

м². (2.6).

Здесь Q, м³/с; C_с, м/с; ц, град.

Диаметр кругового сечения спирали d рассчитывается по соотношению:

м. (2.7).

Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.

Таблица 8 Характеристики спирального отвода.

Следует иметь в виду, что круговое сечение на начальном участке спирали не реализуется, и канал здесь имеет прямоугольное сечение.