Гидравлический расчет рабочего колеса центробежного насоса
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
КсА 1500-240
Q = 1500 м3/ч = 0.417 м3/с
H = 240 м.в.ст.
P = 15·102 кПа = 1500 кПа
t = 70 °C
n = 2980 об/мин
Выбор принципиальной схемы насоса
Производится по его коэффициенту быстроходности nS c учетом назначения насоса:
Следует разрабатывать схему многоступенчатого насоса. Для КсА 1500-240
1 ступени, тогда коэффициент быстроходности рабочего колеса при 
Проверка на кавитацию производится расчетом предельного значения частоты вращения nкав, при достижении которого возможно возникновение кавитации в насосе. Расчет ведется по формуле С.С. Руднева:
об/мин
где
С = 985 – кавитационный коэффициент быстроходности, выбор которого определяется и обосновывается конструктивными элементами рабочего колеса первой ступени и подвода жидкости (табл. 1 [1]);
РНП = 31.2 кПа – давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости, кПа (табл. 4);
γ = 9.582 кН/м3 – удельный вес перекачиваемой жидкости, кН/м3 (табл. 4);
СВС = 3.9 м/с – скорость жидкости во всасывающем патрубке, м/с (табл. 1);
Так как nкав > n, то в подпоре нет необходимости
Расчет входа в рабочее колесо
Все рабочие колеса многоколесных насосов крепятся на одном валу, поэтому мощность насоса рассчитывается по значениям Q и H для всего насоса:
кВт
где η – к.п.д. насоса, принимаем для предварительного расчета равным 0,7.
Посадочный диаметр рабочего колеса:
мм
где [τ1]K - допустимое условное напряжение на кручение, принимаемое равным 16 Н/мм2
Диаметр втулки для многоколесного насоса:
мм.
Объемный КПД колеса считаем равным объемному КПД насоса:
Теоретическая подача рабочего колеса:
м3/с
Входной диаметр рабочего колеса рассчитываем по средней скорости входа жидкости в рабочее колесо:
м/с,
тогда
м
По статистическим данным:
м,
где А = 0.152 – коэффициент, принимаемый по величине nsk = 81.4
Ширина рабочего канала на входе:
м,
где С0m – меридиональная составляющая абсолютной скорости до входа на лопатки.
Треугольник скоростей на входе
В первую очередь предпринимаем попытку обеспечить безударный вход жидкости на рабочее колесо, когда угол α1 = 90°, т.е.
C1 = C1m = τ1 C0m = τ1 C0 = 1.25· 8.696= 10.87 м/с,
где τ1 – коэффициент стеснения на входе, предварительно принятый равным 1.175.
Переносная скорость (окружная скорость):
м/с
Из решения прямоугольного треугольника скоростей входной угол β1 определяют по его тангенсу:
.
Треугольник скоростей на входе показан на рис.1.
Расчет выхода из рабочего колеса
Гидравлический КПД колеса ηг определяется по эмпирической формуле:
где Dпр – приведенный диаметр входа, выраженный в мм:
м
Коэффициент циркуляции рассчитываем по условной формуле:
где
Теоретический напор рассчитываемого колеса:
м.в.ст.
По теоретической зависимости определяем переносную скорость на выходе:
м/с
где С2m – меридиональная составляющая, на выходе принимаем равной
C2m = (0,8…1,0)C0m =0,9 C0m = 0,9. 8.696= 7.826
– установочный угол лопатки на выходе выбираем по nsk, т.е. β2=20˚.
Тогда выходной диаметр рабочего колеса:
м,
а ширина выходного сечения рабочего канала:
м,
где τ2 – коэффициент стеснения на выходе;
;
где 
-толщина лопаток.
