MASINSKI FAKULTET

1. Specifini broj obrtaja

nq==

nq=

nq=37

prema nq odreujemo tip kola (moe i prema ns, gdje je ns==

k=3,65 konstanta za vodu)

TIP KOLAnqns

radijalno kolo11-3840-140

kolo Francisa38-82140-300

dijagonalno82-164300-600

propelerno100-500365-1800

Tip kola se moe odrediti prema tabeli ili prema sl.2, prilog B.

(Tipovi obrtnih kola u zavisnosti od specifinog broja obrtaja nq). Na osnovu nq i ns usvaja se radijalni tip kola.

2. Ukupni stepen korisnosti pumpe odreuje se na osnovu , tj. prema sl.4.

(Najpovoljniji stepen iskoritenja jednostepenih spiralnih pumpi)

nq=37 [o/min], Q= 80 [l/s] [%]

3. Osnovne dimenzije radnog kola

3.1. Prenik vratila

odreuje se orjentaciono prema dozvoljenom naponu na torziju

gdje su :

Mt moment uvijanja [Nm]

usvaja se

gdje su :

Pmax = (1.1 1.4)P - maksimalana snaga pumpe

Pmax = 1.15P

Pmax =

a.)

usvaja se: dv = 44 [mm]

(Za prenik vratila dv sraunat po izrazu a.) uzeto je u obzir poveanje zbog izrade ljeba za klin.)Napomena: Kada se vratilo konstruktivno izvede vri se njegova provjera na uvijanje, savijanje i na kritian broj obrtaja.

3.2. Prenik glavine radnog kola (dgl)

Usvaja se: dgl = 58 [mm]3.3. Prenik kola Do Odreuje se iz jednaine kontinuiteta

gdje je:

Q stvarni protok kroz kolo

Co brzina na ulazu u radno kolo

3.3.1. Stvarni protok kroz radno kolo

Stvarni protok kroz radno kolo bie vei u odnosu na zadati protok zbog zapreminskih gubitaka.

zapreminski stepen korisnostib.)- prema jednaini Lamakina:

Izraz pod b.) za uzima u obzir samo zapreminske gubitke zbog umicanja tenosti kroz prednji procjep na usisnoj strani radnog kola, tj. izmeu prednjeg vijenca radnog kola i oklopa pumpe.

3.3.2. Meridijanska komponenta apsolutne brzine na ulazu u radno kolo

gdje je:

S obzirom na kavitaciju preporuuje se da ko bude u granicama

usvajam ko=1.1

U predhodnom izrazu k1 je koeficijent suenja protonog presjeka zbog debljine lopatice , a kada se parametri sraunaju provjerava se usvojena vrijednost.

Usvojena vrijednost

Sada se moe izraunati prenik Do na ulazu u radno kolo.

usvaja se: D0 = 137 [mm]

3.4. Odreivanje prenika D1-prema Stepanoff-u gdje je

usvaja se: Dos = 106 [mm]

usvaja se: D1=119 [mm]3.5. irina radnog kola na ulazu b1 Odreuje se pomou jednaine:

b1 = 31,93[mm]3.6. Ugao struje na ulazu u lopaticu (za srednju strujnicu)

Ako je strujanje na ulazu u radno kolo vihorno, tj. onda je

(na osnovu sl.2)

poto je , gdje je

- obimna brzina na ulaznoj ivici lopatice

Kod centifugalnih pumpi, ugao lopatice uzima se obino da je vei od ugla tj.:

gdje je:

- napadni ugao struje na ulazu u radno kolo.

Napomena: Ovo daje mogunost za smanjenje relativne brzine, koja dobija vrijednost .Na ovaj nain postie se poboljanje u pogledu energetskih i kavitacionih karakteristika radnog kola.

Obino se uzima:

Usvaja se:

- t1 korak lopatice na ulazu u radno kolo na radijusu r1 , gdje je:

- zk broj lopatica radnog kola

- - debljina lopatice izmjerena po luku na radijusu r1 gdje je:

- debljina lopatice na radijusu r1 izmjerena normalno na skeletnicu srednju liniju lopatice.

Usvaja se:

Sada se odreivanjem vrijednosti zk moe provjeriti vrijednost za k1:

gdje je:

k1 koeficijent suenja protonog presjeka zbog debljine lopatice na radijusu r1.

Za odreivanje broja lopatica radnog kola (prema Pfleiderer-u) :

l- duina srednje strujne linije u meridijanskoj ravni

rm- poluprenik centra teita srednje strujne linije

Za radna kola sa radijalnom ili skoro radijalnom srednjom strujnom linijom u meridijanskoj ravni, moe se uzeti:

pa je

k = 6,5 koeficijent za livene lopatice relativno velike debljine

Prenik D2 prema Stepanoff-u :

gdje je

ku = f(nq) (sl. 6 prilog S . Dijagram koeficijenata k prema Stepanoff-u)

ku=1,02

- hidrauliki stepen korisnosti

usvaja se: Dra = 125 [mm]

Dra fiktivni prenik na ulazu u radno kolo.On predstavlja krug iji je presjek ravan presjeku na ulaznom dijelu radnog kola.

pa je

usvaja se: D2 = 215 [mm]c.) Iz trougla brzina na izlazu iz radnog kola (vidjeti sliku 3) slijedi

podijelimo

sa c.) slijedi

Iz dijagrama (sl. IV.7 str.81 Pumpe i ventilatori dr Bogdan Risti)

- meridijanska brzina na izlazu iz radnog kola

=f(nq) (sl.6 prilog S . Dijagram koeficijenata k prema Stepanoff-u)

sada je

pa je

usvaja se:

ada je

tj. (i-izraunato)

Obodna brzina na izlazu iz kola

Iz relacije (Ojlerova jednaina za beskonaan broj lopatica)

EMBED Equation.3 pri emu je

p popravni koeficijent koji uzima u obzir broj lopatica

gdje je:

- empirijski koeficijent, koji uzima u obzir viskoznost fluida

r2 poluprenik radnog kola na izlazu

zk broj lopatica radnog kola

s statiki moment srednje strujne linije u meridijanskoj ravni prema osi obrtanja.

Za radna kola sa radijalnim ili skoro radijalnim poloajem srednja linija je

pa je

k2 koeficijent suenja protonog presjeka na izlazu iz radnog kola .

Usvaja se k2 = 1.08

-provjera vrijednosti za k1 i k2Na kraju se provjeravaju vrijednosti za k1 i k2, ne treba da se razlikuju za vie od 5 [%] od usvojenih.

i - izraunato

p - pretpostavljena

tj. (i-izraunato)

tj. 0 [%] < 5 [%] zadovoljava

tj. 0,121 [%] < 5 [%] zadovoljava4. Profilisanje lopatica radnog kola radijalne pumpe Poto su u predhodnom dijelu odreeni osnovni geometrijski parametri radnog kola

Do,dvr,dgl,D1,b1,D2,b2,..., mogu se nacrtati traene projekcije,

Srednji dio lopatice , kao i sama lopatica, treba da ima takav oblik da bi hidrauliki gubici bili minimalni. Jedan od naina profilisanja je taka po taka.

Ako je data zavisnost , gdje je izmeu izraunatih vrijednosti i , tada se postepenim pomjeranjem za male vrijednosti i konstruisanjem odgovarajueg ugla dobija odgovarajui profil lopatice. Za cilindrine lopatice presjek lopatice u ravni je stvarni presjek lopatice strujnom povrinom. Diferencijalna jednaina srednje linije (sredinjice) lopatinog profila bie

Ugao , odreuje poloaj proizvoljne take te linije na radijusu r i odreuje se kroz integraljenje gornje diferencijalne jednaine u granicama od r1 do r. Integrisanjem od r1 do r2 dobija se puni ugao lopatice

Za rjeavanje ovog integrala neophodno je da se zna vrijednost ugla lopatice za proizvoljan radijus.

Iz trougla brzina

1.)

EMBED Equation.3

- koeficijent suenja protonog presjeka zbog debljine lopatice na radijusu r,

Iz 1.)

Podintegralnu funkciju u oznaavamo sa (- konana razlika).

U tom sluaju porast centralnog ugla lopatice koji odgovara porastu radijusa jednak je

pri emu su Bi i Bi+1 vrijednosti podintegralne funkcije za radijuse i .

Svi dobijeni rezultati se sreuju u narednoj tabeli. Lopatini kanal koji je na ovaj nain dobijen treba da osigura kontinualnu promjenu brzine sa minimalnim hidraulinim gubicima strujne energije.Podaci za tabelu 1.

ritiiwiCimCim/wii/tisiniitgiBiBi+Bi-1 2 kbi

mmmmmmm/sm/s~~~~~1/mm1/mm0mm

059,541,51518,756,8810,3670,1200,48729,1720,5580,03010,0000031,93

164,945,28518,356,690,3640,1100,47528,3460,5390,02860,02934,5431,06

270,349,05517,956,490,3620,1020,46427,6180,5230,02720,027913,3930,18

375,752,81517,566,300,3590,0950,45326,9650,5090,02600,026621,8229,31

481,156,58517,166,100,3560,0880,44426,3690,4960,02490,025429,8728,44

586,560,35516,765,910,3530,0830,43625,8170,4840,02390,024437,5827,57

691,964,12516,365,720,3490,0780,42725,3000,4730,02300,023544,9826,69

797,367,89515,965,520,3460,0740,42024,8080,4620,02220,022652,1225,82

8102,771,65515,575,330,3420,0700,41224,3350,4520,02150,021959,0024,95

9108,175,42515,175,130,3380,0660,40523,8770,4430,02090,021265,6824,07

10113,579,19514,774,940,3340,0630,39823,4280,4330,02030,020672,1523,20

Tabela 1.

5. Proraun spiralnog kuita- Osnovne veliine spiralnog kuita

Spirala ima zadatak da prihvati tekuinu iz rotora ili statora i da je sprovede u pritisni (tlani) cjevovod. Pri normalnoj dobavi pumpe nema pretvaranja energije u spirali, izuzev u njenom difuzoru na izlazu iz pumpe. Pri izvedbi spirale sa statorom (u prilogu sl.63), oblik presjeka spirale nije toliko vaan kao pri izvedbi bez statora.

Istraivanja Stepanoff-a dala su kao najpovoljniji oblik presjeka spirale onaj prikazan na slici 51 (Oblik spirale kod spiralnih pumpi bez statora).5.1.Odnosi pojedinih veliina

gdje je

b3 irina ulaza u spiralu

b2 izlazna irina rotora

5.2.Brzina tenosti u spirali

k3 = f(nq) ( sl. 52 Konstante spirale prema Stepanoff-u)

5.3.Presjek na izlazu iz spirale

Na osnovu te brzine (iz jednaine kontinuiteta) izraunavamo presjek na izlazu iz spirale:

5.4.Kroz svaki ostali presjek spirale moemo izraunati protok

- koliina koja protie kroz presjek pod uglom

- ugao izmeu ravnine u kojoj se nalazi presjek i pravca povuenog iz sredita kroz taku A. (Tabela 2)

Povrina presjeka iznosi

(Tabela 2)

Tabela 2

4590135180225270315360

0,0100,0200,0300,0400,0500,0600,0700,080

0,0005610,0011220,0016840,0022450,0028060,0033670,0039280,004489

5.5.Promjer osnovnog kruga spirale D3

sl.52 Konstanta spirale prema Stepanoff-u. Jeziak spirale ne moe u praksi biti premale debljine. Zbog toga ga pomiemo u taku C (vidjeti sliku 51 Oblik spirale kod spiralnih pumpi bez statora) za ugao (kod nas je - slika 52 Konstante spirale prema Stepanoff-u) koji biramo u zavisnosti od brzohodnosti iz dijagrama 52.

EMBED AutoCAD.Drawing.14

EMBED AutoCAD.Drawing.15

w1=w1

w1,0

w1,0

C1u

C1,0u=C1,0u

C1

C1,0

C1u

C1m

C1m

1,0

1,0

EMBED AutoCAD.Drawing.15

C1u

C1

w1=w1

w1,0

w1,0

C1,0=C1,m

C1,0=C1,0m

1,0=900

D0

D1

D2

dgl

dv

b2

b1

dv

b2

EMBED AutoCAD.Drawing.16

1

_1235571109.unknown

_1235900088.unknown

_1235901706.unknown

_1235901953.unknown

_1235902843.unknown

_1235903167.unknown

_1235903273.unknown

_1235903594.unknown

_1235984302.dwg

_1235903470.unknown

_1235903208.unknown

_1235903116.unknown

_1235902327.unknown

_1235902479.unknown

_1235902276.unknown

_1235901758.unknown

_1235901813.unknown

_1235901740.unknown

_1235900621.unknown

_1235901362.unknown

_1235901508.unknown

_1235901242.unknown

_1235900254.unknown

_1235900529.unknown

_1235900124.unknown

_1235655598.unknown

_1235659436.unknown

_1235662373.unknown

_1235664671.unknown

_1235665518.unknown

_1235900009.unknown

_1235665876.unknown

_1235665122.unknown

_1235662405.unknown

_1235661465.unknown

_1235661808.unknown

_1235661988.unknown

_1235661666.unknown

_1235659547.unknown

_1235657216.unknown

_1235659133.unknown

_1235659213.unknown

_1235659421.unknown

_1235659105.unknown

_1235657040.unknown

_1235657119.unknown

_1235655882.unknown

_1235571920.unknown

_1235574481.unknown

_1235575028.unknown

_1235572418.unknown

_1235571524.unknown

_1235571679.unknown

_1235571510.unknown

_1054134562.unknown

_1235313520.unknown

_1235313802.unknown

_1235314024.unknown

_1235570849.unknown

_1235313837.unknown

_1235313694.unknown

_1235313769.unknown

_1235313670.unknown

_1083494625.unknown

_1202729709.unknown

_1235312517.unknown

_1235312715.unknown

_1202729921.unknown

_1202730290.unknown

_1202742705.unknown

_1202729755.unknown

_1083737960.unknown

_1083740095.unknown

_1083741126.unknown

_1083738758.unknown

_1083700746.dwg

_1083702565.dwg

_1083496006.unknown

_1083406827.unknown

_1083437451.unknown

_1083437534.unknown

_1083408728.unknown

_1083150971.unknown

_1083152236.unknown

_1083154003.unknown

_1054135106.unknown

_1053435315.unknown

_1053494305.unknown

_1053495781.unknown

_1053496890.unknown

_1053503503.unknown

_1053503839.unknown

_1054133855.unknown

_1054133928.unknown

_1053504240.unknown

_1053676526.unknown

_1053589682.dwg

_1053503863.unknown

_1053503604.unknown

_1053503821.unknown

_1053503522.unknown

_1053498635.unknown

_1053503468.unknown

_1053503476.unknown

_1053503171.unknown

_1053497074.unknown

_1053497087.unknown

_1053497816.unknown

_1053496919.unknown

_1053496393.unknown

_1053496748.unknown

_1053496830.unknown

_1053496420.unknown

_1053496101.unknown

_1053496133.unknown

_1053495831.unknown

_1053495964.unknown

_1053495523.unknown

_1053495592.unknown

_1053495637.unknown

_1053495545.unknown

_1053495412.unknown

_1053495433.unknown

_1053494833.unknown

_1053441045.unknown

_1053493818.unknown

_1053494237.unknown

_1053494269.unknown

_1053494221.unknown

_1053492988.unknown

_1053493474.unknown

_1053492819.unknown

_1053492618.unknown

_1053492758.unknown

_1053438485.unknown

_1053439066.unknown

_1053439922.unknown

_1053440407.unknown

_1053440768.unknown

_1053440067.unknown

_1053439747.unknown

_1053438777.unknown

_1053436499.unknown

_1053438325.unknown

_1053436374.unknown

_1053429054.unknown

_1053431054.unknown

_1053431401.unknown

_1053435200.unknown

_1053435251.unknown

_1053431628.unknown

_1053431136.unknown

_1053431121.unknown

_1053429521.unknown

_1053430677.unknown

_1053430690.unknown

_1053430927.unknown

_1053429718.unknown

_1053429438.unknown

_1053429493.unknown

_1053429123.unknown

_1053427626.unknown

_1053428801.unknown

_1053429042.unknown

_1053428007.unknown

_1053424692.unknown

_1053424872.unknown

_1053424316.unknown