đồ án máy thủy khí tính toán bơm 2 của hút

Đồ án máy thuỷ khí Ngành cơ khí chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Vì vậy phải đẩy mạnh việc cải tiến kỹ thuật trong ngành chế tạo máy. Đồ án môn học máy thuỷ khí VII là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học môn thuỷ lực va máy thuỷ khí Đồ án còn giúp cho sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán thiét ké một công cụ máy quan trọng đó là máy bơm Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy giáo nguyễn đức sớng trong bộ môn Máy và thiết bị mỏ đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo nguyễn đức sớng, các thày, cô giáo trong tổ bộ môn Máy và thiết bị mỏ và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Hà Nội, ngày 6 tháng 2 năm 2004 Sinh viên : Tạ Thị Thuỳ Linh 1 Đồ án máy thuỷ khí Phần i : Tính toán cơ bản I. Tính chọn động cơ và phơng án kết cấu bánh công tác: 1>. Công suất yêu cầu trên trục bơm: Lu lợng định mức: Q=360 (m 3 /h) =0,1 (m 3 /s) Lu lợng tính toán: Q t = =(1,02- 1,15)Q=(1,02-1,15)0,1 =0,102- 0,115 (m 3 /s) Lấy: Q t =0,11 (m 3 /s) Công suất yêu cầu trên trục bơm: 2>. Công suất động cơ: N đ/c =(1,1-1,3)N =(1,1-1,3) 66,2 =72,82- 86 (kW) Chọn N đ/c theo tiêu chuẩn: N đ/c =75 (kW) n=1450 (v/ph) 3>. Số vòng quay đặc trng: Trong đó: Lu lợng tính toán Q t =0,11 (m 3 /s) Số cấp bánh công tác i=1 Số cửa hút bánh công tác y=2 Vậy: Hay: 25,19 65,3 27,70 == q n Vì n s quá lớn , kiểu máy bơm 2 miệng hút( phân đôi lu lợng) II. Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác: 1>. Sơ đồ kết cấu bánh công tác và qui ớc các kích thớc 2 c t HgQ N 1000 = )(2,66 75,0.1000 46.11,0.81,9.1000 kWN == yH iQn n t s 4/3 4/3 = )/(27,70 246 1.11,0.1450 65,3 4/3 4/3 phvn s == Đồ án máy thuỷ khí 2>. Xác định đờng kính đầu ra của trục bơm (đờng kính trục lắp khớp nối) Tính theo công thức : [ ] 3 / 2,0 x r M d = M x =97403 n N 9,81=43624,6 (Ncm) [ ] 5,24521962)250200( / == B 46,48,4 )5,24521962.(2,0 6,43624 3 = = r d (cm) d r =48- 44,6 mm Vậy : d r =45 mm 3>. Xác định đờng kính nơi lắp bánh công tác: Theo kết cấu của bơm mẫu và bản vẽ chi tiết của bơm, chọn: d=75 mm 4>. Đờng kính moay ơ BCT: d 0 =d + (10- 25) , mm d 0 =90 mm 5>. Xác định đờng kính D s 2 0 4 d C Q D s t s + = C s =k cs 1 2gH = 0,13 i H g2 = 3,9 (m/s) 23 )10.90( 2.9,3 11,0.4 + = s D = 160 mm 6>. Xác định đờng kính D 1 : Với n s > 60 D 1 =(0,8- 0,95) D s = (0,8- 0,95)160 = 128 152 Chọn: D 1 = 150 mm. 7>. Xác định chiều rộng mép vào b 1 : 0 =90 0 C 0 = C 0r C 0 = (1 - 1,1)C s =(1- 1,1) 3,9 = 3,9 4,3 (m/s) 3 Đồ án máy thuỷ khí Chọn: C 0 = C 0r =4,1 (m/s) Vì bơm 2 miệng hút nên lu lợng nớc qua b 1 giảm đi một nửa: 02848,0 2.1,4.15,0.14,3 111,0 2. 01 1 == = r t CD Q b (m) =285 (mm) C 1r = C 0r . 11 1 t t =k 1 .C 0 Sơ bộ: k 1 = 1,15- 1,2 chọn k 1 =1,2 C 1r = 1,2.4,1= 4,92 (m/s) 8>. Xác định góc vào của cánh 1 tg 1,0 = 101 1 11 1 cos Cu C Cu C r u r = Với 1 =90 0 tg 1 = 1 1 u C r Với u 1 = 38,11 2.30 15,0.1450.14,3 2.302 11 == = nDD w (m/s) tg 1,0 = 4323,0 38,11 92,4 = 1 =26,6 0 . 9>. Xác định chiều dày cánh dẫn S Theo (1) : Chọn vật liệu dùng để chế tạo cánh dẫn là thép nhẹ S = 4 ở mép vào BCT S = 4 ở mép ra BCT III. Tính toán các thông số ở cửa ra của BCT 1> Góc ra của cánh dẫn 2 n s 40 100 2 30- 36 25- 30 n s = 70,27 (vg/ph) Chọn 2 =25 0 2> Tốc độ vòng ở mép ra của cánh u 2 Theo công thức thực nghiệm: u 2 = k u2 1 2gH (m/s) k u2 = 962,0 08,1 11 == 4 Đồ án máy thuỷ khí u 2 = 84,2846.81,9.2 08,1 1 .2. 1 1 == Hg (m/s) 3> Đờng kính tại cửa ra BCT D 2 D 2 = 38,0 1450.14,3 84,28.60 60 2 == n u (m) D 2 = 380 mm 4> Chiều rộng BCT ở cửa ra b 2 b 2 = r t CD kQ 22 2 . (cm) Với C 2r =(0,7 1,0)C 1r =(0,7 1,0)4,92 =3,44 4,92 (m/s) Chọn C 2r =4,4 (m/s) Chọn sơ bộ: k 2 =1,5 b 2 = 2,2 4,4.38,0.14,3 05,1.11,0 = (cm) Do có tổn thất trao đổi ở cửa ra nên giá trị b 2 thực tế đợc lấy tăng về mỗi bên đến 1,5 mm so với giá trị tính. Lấy: b 2 = 27 mm 5> Giá trị tốc độ tơng đối: W 1 = 4,12 '2123sin 92,4 sin 0 1 1 == r C (m/s) W 2 = 4,10 25sin 4,4 sin 0 2 2 == r C (m/s) 6> Xây dựng các tam giác tốc độ: _Tam giác tốc độ ở cửa vào BCT: C 1 =C 1r =4,92 (m/s) C 1u =0 1 =90 0 1 =23 0 21 5 Đồ án máy thuỷ khí w 1 =12,4 (m/s) u 1 =w 1 .cos23 0 21=12,4.cos23 0 21=11,38 (m/s) _ Tam giác tốc độ ở cửa ra BCT: c 2 2 w c 2u c 2r u 2 2 2 2 =12 0 - 30 0 2 =25 0 w 2 =10,4 (m/s) C 2r =(0,7-1)C 2r =(0,7-1)4,92=3,444 - 4,92 C 2r =4,4 (m/s) u 2 =28,84 (m/s) C 2u =u 2 - w 2 .cos25 0 =28,84 -10,4.cos25 0 = 19,41 (m/s) tg 2 = 2266,0 41,19 4,4 2 2 == u r C C 2 =12 0 38 C 2 = 9,194,441,19 222 2 2 2 =+=+ ru CC (m/s) 7> Số cánh dẫn BCT Z= 2 sin 21 12 1 + + DD DD k Z= 137,6 2 38,2325 sin. 1538 1538 .5,6 = + + Vậy: Z= 6 cánh 8> Chiều dày đĩa BCT ở phần giáp với moay ơ : m=10 mm 6 Đồ án máy thuỷ khí Phía ngoài chiều dày nhỏ hơn : m= 8 mm IV.Kiểm tra kết quả tính toán 1> Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp 147,1 38,23sin 4,0 6 15.14,3 6 15.14,3 sin 0 1 11 1 1 = = = S z D z D k Sơ bộ: k 1 = 1,2 Sai khác: = 2,1 147,12,1 .100%=4,4% < 5% 02,1 25sin 6,0 6 38.14,3 6 38.14,3 sin 0 2 22 2 2 = = = S z D z D k Sơ bộ: k 2 =1,05 Sai khác : = 05,1 05,102,1 .100% = 2,85% < 5% 2> Kiểm nghiệm tỷ số b 2 /D 2 Vì bơm 2 miệng hút, xét tỷ số b 2 / /D 2 0382,0 380.2 29 2 / 2 == D b Theo công thức: 0391,0 962,0 252,19.00073,0 .00073,0 3/4 2 3/4 2 2 === u q k n D b Sai khác: = 0391,0 0382,00391,0 .100% = 2,4% <5% 7 Đồ án máy thuỷ khí 3> Kiểm tra tỷ số 1 2 D D hoặc 2 D D s 1 2 D D = 144,2 180 386 = Theo bảng: 1 2 D D =2,75 Ta thấy kết quả tính toán quá nhỏ, thích hợp với bơm 2 miệng hút. 4>. Kiểm tra tỷ số 2 1 w w 2 1 w w = 7,9 73,13 =1,415 Theo bảng : 2 1 w w =1,49 Sai khác: = 49,1 415,149,1 .100% = 4,9% <5% Vậy các kết quả ở trên chấp nhận đợc. 8 Đồ án máy thuỷ khí Phần ii Xây dựng biên dạng cánh Với số vòng quay đặc trng n s =70,27 >60, I.Đặc điểm tính toán BCT ở cửa vào BCT ở cửa ra BCT D 1 =150 mm D 2 =380 mm b 1 =285 mm b 2 =29 mm 1 =23 0 21 2 =25 0 S 1 =4 mm S 2 =6 mm m 1 =10 mm m 2 =8 mm D s =160 mm d=75 mm d 0 = 90 mm Z=6 cánh II . Xây dựng biên dạng cánh dẫn trên mặt kinh tuyến (mặt đứng) Xây dựng cánh dẫn cong 1 chiều đơn giản, có dạng cánh cong mặt trụ, hẹp và dài. Các trị số b i thay đổi từ cửa vào đến cửa ra(từ vị trí r 1 = 2 1 D đến vị trí r 2 = 2 2 D ): b i = iri it CD kQ . ở đây: k i = ii i t t ; t i = z D i ; i = i i S sin ; sin i = i i i ir t S W C + Qui luật biến đổi thông số W: 9 §å ¸n m¸y thuû khÝ 0 10,4 12,4 w (m/s) r(cm) 7,5 19 Qui luËt biÕn ®æi th«ng sè C r : C (m/s) 4,92 4,4 0 7,5 19 r(cm) 10 [...]... tiết diện II (F2) F2= 27 ,5 (cm2); h2 = OC DS /2 = 16 16 /2 =8 (cm) 2. F2 2. 27,5 2, 85 =4, 025 (cm) a2 = h b1 = 8 2 5.3> ở tiết diện III (F3) F3 = 41 ,25 (cm2); h3 = OD DS /2 = 18,67 16 /2 =10,67 (cm) 2. F3 2. 41 ,25 a3 = h b1 = 10,67 2, 85 = 4,88 (cm) 3 5.4> ở tiết diện IV (F4) F4 = 55 (cm2); h4 = OE DS /2 = 20 16 /2 = 12 (cm) 13 Đồ án máy thuỷ khí 2. F4 2. 55 2, 85 = 6, 32 (cm) a4 = h b1 = 12 4 5.5> ở tiết... máy bơm mẫu II Tính sơ bộ hiệu suất của bơm 1> Hiệu suất thuỷ lực tl = 1 0, 42 ( lg Dtd 1 0,1 72) 2 Dtđ1= Ds2 d 02 là đờng kính tơng đơng cửa vào Dtđ1= 16 2 9 2 =13 ,23 (cm) tl = 1 0, 42 ( lg13 ,23 0,1 72) 2 tl = 0,955 = 95,5% 2> Hiệu suất lu lợng ll = Q 0,1 = =0,969 =96,9% Qdm + 2q1 0,11 + 2. 0,00 32 3> Hiệu suất cơ khí 1 820 = 1+ 2 ck ns => ck = n s2 70,45 2 = =0,858 = 85,8% n s2 + 820 70,45 2. . .Đồ án máy thuỷ khí Đ Chia Đơn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 Điểm chia ri m 1 0.075 2 0.08 3 0.1 4 0. 12 5 0.14 6 0.16 7 0.18 8 0.19 Di m 0.15 0.16 0 .2 0 .24 0 .28 0. 32 0.36 0.38 sini Si Cir Wi ti m 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 m/s 4. 920 4. 920 4. 920 4. 920 4. 920 4. 920 4. 920 4. 920 m/s 12. 400 12. 400 12. 400 12. 400 12. 400 12. 400 12. 400 12. 400 m 0.079 0.084 0.105 0. 126 0.147 0.167 0.188... 0. 429 0. 424 0. 421 0.418 0.417 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.010 0.010 0.010 Bi Cir m/s 4. 92 4.897 4.807 4.717 4. 626 4.536 4.445 4.4 Wi m/s 12. 4 12. 313 11.96 52 11.6174 11 .26 96 10. 921 7 10.5739 10.4 sini 0.448 0.445 0.435 0. 429 0. 424 0. 421 0.418 0.417 i 0 26 .6155 26 . 423 4 25 .7853 25 .4041 25 .0874 24 .8978 24 .7084 24 .6454 tgi 0.5011 0.4969 12 0.4831 02 0.474 923 0.468166 0.464137 0.460 126 0.458793 ki bi 1. 128 ... (0,01 0, 02) HTA=54 (m) U2 = 28 ,84 (m/s) r2 = 19.10 -2 (m) => rY1= 28 ,84.19.10 2 8.9,81(54 27 ,6) + 28 ,84 2 = 0,1016 (m) = 10,16 (cm) 3> Chiều rộng khe hẹp 1: 1= 0 ,2 (mm) 4> Đờng kính DY1 DY1 =2 rY1 =2. 10,16 = 20 , 32 (cm) 5> Chiều dài khe hẹp l1 Với DY1= 20 , 32 (cm)= 20 3 ,2 (mm) > 100 (mm) Thì l1 =0, 12 -0,15 DY 1 => l1 = (0, 12 0,15).DY1 = (0, 12 0,15) .20 , 32 =2, 43 3,04 (cm) Lấy: l1= 2, 8 (cm) Khi đó, hệ số... cấu tạo của máng xoắn ra Lực này đợc xác định: FR= KR 1 Q Qdm / . H D2 b2 Theo giản đồ H37 (1), ta xác định đợc các hệ số: KR= 0 ,25 Q= 0,1 (m3/s) Qđm=0,11 (m3/s) = 1000.9,81= 9810 (kg/m3) H= 46 (m) D2= 38.10 -2 (m) b2/ = b2 + 2m =2, 2 + 2. 0,8 =3,8.10 -2 (m) => FR= 0 ,25 .1 0,1 .9810.46.38.10 2. 3,8.10 2 0,11 = 148 ( KG) Góc của lực lập với trục X một góc 1000 II Tính toán trục bơm * Trục bơm đợc... 27 .179 23 .590 20 .837 19.687 0. 129 4 0.4585 0.3 825 0. 328 0 0 .28 72 0 .25 54 0.1177 = ri f 180 0 f 0. 129 4 7.4183 0.5880 33.7046 0.9704 55. 629 2 1 .29 85 74.4339 1.5857 90.8993 1.8411 105.5400 1.9588 1 12. 2888 i i r 1 r i i r r 1 Đồ án máy thuỷ khí 1> Tốc độ của dòng chảy từ mặt bích nối với ống hút của bơm: Ch=Kch 2 gH Theo | 1|, với ns< 100: Hệ số tốc độ Kch=0,115 Vậy: Ch=0,115 2. 9.81.46 =3,45( m/s) 2> Đờng kính... =0,01309 m2=130,9 cm2 2. C h 5 2. 4 ,2 Qt 0,11 F6 = = =0,01467 m2=146,7 cm2 2. C h 6 2. 3,75 F5 = 12 Đồ án máy thuỷ khí F7 = Qt 0,11 = =0,01467 m2=146,7 cm2 C h 7 3,45 4> Xác định các khoảng cách ở cửa vào : AE=2DS =2. 16 = 32 (cm) 3 3 4 4 5 5 BO = DS= 16=13,34(cm) 6 6 OO = DS= 16= 12 (cm) CO=DS=16 (cm) 7 7 6 6 5 5 EO = DS= 16 =20 (cm) 4 4 DO = DS= 16=18,67(cm) 6 4 6 4 HO= DS= 16 =24 (cm) 5> Thiết kế hình dáng hình... fY = 2. ry11= 2. 3,14.10,16.0, 02 = 1 ,27 6 ( cm2) fY = 1 ,27 6.10-4 (m2) 7> Lợng chất lỏng rò qua khe hở lót kín phía trớc BCT: q1 = fY 2 gh y = 0,55.1 ,27 6.10-4 2. 9,81 .27 ,6 =0,0016 (m3/s) Với bơm 2 miệng hút mà ta đang xét thì lu lợng này tăng gấp đôi, 17 Đồ án máy thuỷ khí = q1/ = 2q1 = 0,00 32 (m3/s) 8> Kiểm tra hiệu suất lu lợng ll = Q 0,11 100%= 100%=97,17 % Q + 2. q1 0,11 + 0,00 32 II Lót kín trục bơm. .. thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 7: h7 = 4 + 4 2 + 4.tg 20 0.74,375 2. tg 20 0 = 9,85 (cm) 5.8> Chiều cao hình thang tiết diện máng xoắn ở vị trí 8: h8 = 4 + 4 2 + 4.tg 22 ,5 0.85 2. tg 22 ,5 0 = 10 ,29 (cm) 6> Kiểm nghiệm chiều cao h8 theo công thức kinh nghiệm: D2 D3 2 k8KN =KP 2 Với : D3=KH.D2 Tra theo giản đồ H29 (1) : KP= 1,6 KH=1,06 => k8KN =(KP- KH).D2 /2 =(1,6 1,06).38 /2= 10 ,26 Sai số kiểm nghiệm . 1 =23 0 21 5 Đồ án máy thuỷ khí w 1 = 12, 4 (m/s) u 1 =w 1 .cos23 0 21 = 12, 4.cos23 0 21 =11,38 (m/s) _ Tam giác tốc độ ở cửa ra BCT: c 2 2 w c 2u c 2r u 2 2 2 2 = 12 0 - 30 0 2 =25 0 w 2 =10,4. (m/s) C 2r =(0,7-1)C 2r =(0,7-1)4, 92= 3,444 - 4, 92 C 2r =4,4 (m/s) u 2 =28 ,84 (m/s) C 2u =u 2 - w 2 .cos25 0 =28 ,84 -10,4.cos25 0 = 19,41 (m/s) tg 2 = 22 66,0 41,19 4,4 2 2 == u r C C 2 = 12 0 38. < 5% 2& gt; Kiểm nghiệm tỷ số b 2 /D 2 Vì bơm 2 miệng hút, xét tỷ số b 2 / /D 2 03 82, 0 380 .2 29 2 / 2 == D b Theo công thức: 0391,0 9 62, 0 25 2,19.00073,0 .00073,0 3/4 2 3/4 2 2 === u q k n D b