Расчёт основных размеров входа рабочего колеса.

Размеры входа рабочего колеса рассчитывается из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидравлических потерь.

Значение скорости С_О входа потока в колесо, соответствующее минимальному значению критического кавитационного запаса энергии, оценивается по формуле С.С. Руднева:

м/с,

где: - принимается в зависимости от требуемых кавитационных качеств колеса.

Вал рассчитывается на прочность от кручения и изгиба, и проверяется на жёсткость, и критическую частоту вращения. В первом приближении диаметр вала рабочего колеса находится из расчёта на кручение по формуле:

м,

где: - крутящий момент, приложенный к валу:

Нм,

- допускаемое напряжение Н/м² .

Принимаю диаметр вала мм.

Диаметр втулки колеса определяется конструктивно по диаметру вала в зависимости от способа крепления колеса на валу:

м;

Принимаю диаметр втулки вала мм.

Диаметр D_o входа на колесе находится из уравнения неразрывности:

м.

Ширина b₁ входной кромки лопасти рабочего колеса и ее положение зависят от кавитационных качеств колеса и величины коэффициента быстроходности n_s, b₁ находится из уравнения неразрывности:

м;

где: - меридианная составляющая абсолютной скорости принимает для колёс со средними кавитационными качествами:

м/с;

Колёса имеющие средние кавитационные качества (C=800) и низкую быстроходность, выполняются с цилиндрическими лопастями. Диаметр D₁ окружности, проходящий через средние точки выходных кромок лопастей, применяются равным:

м;

м.

Выходная кромка лопасти располагается параллельно оси колеса или под углом 15-30 градусов к оси. Меридианная составляющая абсолютная скорости после поступления потока в межлопастной канал (т.е. с учётом стеснения) определяется по уравнению:

где: k₁ = 1, 05…1, 15 – коэффициент стеснения на входе.

Окружная скорость на входе в межлопастной канал определяется по уравнению:

м/с,

где: - угловая скорость, рад/с.

Угол безударного поступления потока на лопасти находится из уравнения:

Угол установки лопасти на входе определяется из формулы:

где: - угол атаки;

Обычно

При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к средней линии профиля лопасти при входе. Величина относительной скорости определяется по уравнению:

м/с;

По скоростям строят треугольник скоростей на входе в межлопастные каналы рабочего колеса и определяют скорости С₁, w_1.0