Определение основных размеров и частоты вращения трехроторного насоса
Определение основных размеров и частоты вращения трехроторного насоса
Теоретическая подача винтового насоса, определяемая его геометрическими размерами, может быть определена на основании уравнения неразрывности:
где А — площадь сечения, через которую проходит жидкость;
v — скорость движения жидкости, нормальная к этому сечению. Площадь живого сечения представляет собой разность между живым сечением, образованным охватывающим винты кожухом и поперечным сечением тел винтов. Зная соотношения между диаметрами винтовых роторов, площадь А можно выразить через основной диаметр d^:
За нормальную скорость движения жидкости принимается скорость осевого перемещения объема жидкости, замкнутого витками нарезки. Эта скорость может быть определена, если известна частота
вращения п и шаг винтовой нарезки t’.
где t — шаг, м;
п — частота вращения, об/мин.
Так как шаг нарезки t может быть выражен через основной диаметр
то подача
где Ах — коэффициент, объединяющий все постоянные величины. Из уравнения (5.7) следует, что
Для принятых соотношений (5.5) коэффициент А ££ 244. Тогда диаметр начальной окружности определяют по формуле
где Q — л/с; п — об/мин.
Полученное значение dH округляют до ближайшей величины, кратной трем. Объемный к. п. д. принимается равным: г]0 = 0,75—0,98, в зависимости от величины конечного давления р и заданной подачи Q. При подачах Q > 15 л/с и давлениях р > 1,5 МПа принимаются большие значения т]0.
Для обеспечения компактности насоса следует стремиться к повышению частоты вращения. Однако с повышением ее увеличивается скорость движения во всасывающем трубопроводе и в нарезках винтовых роторов, что в конечном итоге может привести к кавитации, а следовательно, к снижению энергетических характеристик и даже к срыву работы насоса.
Связать теоретическую подачу насоса QT со скоростью движения жидкости в нарезках роторов v и частотой вращения п можно следующим образом. Из (5.5) и (5.6) следует
Подставив значение из уравнения (5.8) в уравнение (5.7), получим:
Допустимую скорость v определяют в зависимости от вязкости жидкости и вакуумметрической высоты всасывания на основании опытов. Чем меньше вязкость жидкости и вакуумметрическая высота всасывания Двак, тем большую можно выбирать скорость v. Для выбора скорости пользуются графиками рис. 5.9, полученными на основании опытов. Например, для жидкости с коэффициентом кинематической вязкости 3,0 • 10~4 м2/с и вакуумметрической высотой всасывания Явак = 6 м, допустимая скорость будет v = 0,5 м/с и для той же жидкости, но при Нвяк = 2 м — допустимая скорость и = 4 м/с.
При выборе длины винтовых роторов, а следовательно, длины охватывающей их втулки (кожуха) следует исходить из давления нагнетания перекачиваемой жидкости р. С повышением давления жидкости будет увеличиваться и радиальная сила, прижимающая роторы к втулке. Для того, чтобы не было заклинивания роторов во втулке, величина удельного давления руд, приходящегося на единицу ее поверхности, не должна превышать допустимых пределов. Величину удельного давления руд можно уменьшить, увеличив опорную поверхность винтов, т. е. за счет увеличения длины уплотняющей втулки I, на стенки которой опираются винтовые роторы. Длину I рекомендуется определять по формуле:
Величину удельного давления руд при работе насоса на масле выбирают в зависимости от вязкости жидкости руд = 0,7—1,2 МПа. При небольших давлениях, когда I по формуле (5.9) получается меньше шага t, для обеспечения постоянного перекрытия всасывающей камеры от нагнетательной, длину I принимают = 1,25.