PROIECT POMP CENTRIFUG EXEMPLU DE CALCUL

1. Date iniiale Datele de calcul ale pompei sunt:

- tipul pompei: pomp centrifug cu stator fr palete i camera spiral cu seciune transversal circular;

- sarcina: H = 13 m; - debitul: Q = 4,5 l/s; - fluidul vehiculat: apa ( 33 /10 mKg= ).

2. Calculul rotorului

Diametrul arborelui i al butucului Pentru un randament 6,0=t puterea de antrenare este:

[W] 475,956==t

naQHP . (1)

Se alege din catalog un motor cu P = 1,1 [kW] i min]/[ 2900 rotn = . n acelai timp

MPna = ; (2) m][N 62,3M =

Efortul unitar de rsucire este:

][ 71616 33 mmMd

dM

WM

apa ===

; (3)

pentru ][N/m 105 27=a . Dac d este mai mic de 10 mm se adopt 10 mm. Dac este mai mare de 10 mm se rotunjete cu adaos la primul numr ntreg pozitiv.

Adoptm diametrul axului: ;[m] 01,0=d Diametrul butucului:

( ) [mm] 145,1...3,1 == dda . (4)

Intrarea Considernd 10% pierderi de debit, debitul de calcul al pompei este:

]s/m[ 1095,4105,41,1'Q 333 == Diametrul tubului de aspiraie se determin cu relaia:

=

44'

22as

sdDvQ , (5)

cu ]s/m[...vs 42= . Admind o vitez la intrare ]s/m[.vs 53= , gsim:

]m[ 0448,0dv

'Q4D 2as

s =+= . (6)

Adoptm:

]m[,Ds 0450= . Diametrul la intrare 1D trebuie ales nct muchia de intrare, de lime b1 s nu fie n zona de curbur a firelor de ap:

( ) ][ 050,010...551 mmmDD =+= . (7) Limea la intrare b1 se determin cu relaia:

111 =

svD'Qb , (8)

n care 1 - coeficient de reducere a seciunii de intrare datorit grosimii paletelor:

11

11 1

=sints , cu

zDt 11

= , (9)

unde s1 este grosimea paletei determinat din condiii tehnologice; 1 - unghiul de intrare; iar z numrul paletelor.

n prima aproximaie se ia 8,01 = urmnd s fie verificat prin refacerea calculului.

Din relaia lui b1 gsim: ]mm[ 39,12b1 = .

Pentru a evita o micorare a vitezei adoptm: ]mm[b 121 = ,

care ne conduce la viteza:

[ ]s/m,,,,

,bD

'Qv 0983012080050

10954 3

1111 =

=

=

.

Viteza tangenial:

[ ]s/m 043,860

nDu 11 =

= (10)

Unghiul la intrare 1 n condiia optim 0

1 90= , va fi:

[ ]011

11 06,213852,0043,8

098,3uvtg ==== (11)

Unghiul la ieire 2 se adopt ntre limitele 00 3014 . Adoptm:

[ ]02 08,28= Numrul de pale:

256 21

12

12 ++

= sinDDDD,z . (12)

Adoptnd n prima aproximaie: ][ 1,02 12 mDD == , obinem: 10,820sin35,6z 0 == .

Adoptm pale 8z = . (Se adopt prin rotunjire prin lips sau adaos). De aici, n baza relaiei (9), cnd [ ]mm 5,2s1 = ( [ ]mms 35,2 = ), obinem:

[ ]mm 08,206

05,0zDt 11 =

=

= ;

6657,05,25sin2,26

5,21 01 == .

Recalculm:

[ ]s/m 7236,3012,0778,005,0

1095,4v3

1 =

=

;

[ ]01 8424043872363 ,,

,arctg == .

Ieirea

Limea la ieire: [ ]mmbb 1212 == .

( )+

= 1h

THH ;

85070 ,...,h = ; (13)

2

2

1

DD1

1z

2p

= ; (14)

( ) 260650550 += sin,,..., . (15) Deci:

2941038

670

38 ,,

zp === ;

[ ]m 85,212941,178,0

13HT == .

Pentru palete ascuite la ieire avem:

22

T2 ctgbn

60'QgHu += ;

[ ]s/m 8657,15u 2 = . (16) Pe de alt parte avem:

60nDu 22

= , (17)

de unde:

[ ]m,,

,nuD 10450

29001434166060 2

2 =

=

= . (18)

Se va calcula eroare relativ astfel:

( ) %D;DmaxDD

r 210022

12

12

Trasarea paletelor rotorului Se utilizeaz palete trasate dup un arc de cerc. Construcia grafic este

prezentat n Fig. 1. Se procedeaz astfel: - se construiesc cele dou cercuri de raze [ ]mmDR 252/11 == i

[ ]mm 522/DR 22 == . - fie G un punct al paletei la ieire; se construiete segmentul GS la stnga segmentului GO (O fiind centru cercurilor) sub unghiul 02 08,28= . - Din O ducem o dreapt care face unghiul 021 92,52=+ cu segmentul GO i care intersecteaz cercul de raz R1 n punctul K. - se unete G cu K i prelungind dreapta GK, pn la a doua ntlnire cu cercul R1 se obine punctul B, corespunztor nceputului paletei. - din mijlocul dreptei GB se ridic o perpendicular la mijlocul ei care intersecteaz dreapta GS (construit iniial sub unghiul 2 ) i se obine astfel punctul M care este centru arcului de cerc ce reprezint paleta cutat.

Din fig. 1 obinem : - unghiul paletei: 088= (msura arcului 0GB ) se msoar unghiul arcului (GOB)0 dat de segmentele GO i OB; - raza paletei: [ ]mm,Rp 536= ; - limea paletei: [ ]mm 12bbb 21p === ;

- pasul paletelor: 00

458

360==pt .

Fig. 1 Construirea paletei rotorului

Paletele se vor executa din eav cu diametru mediu [ ]mmm 73= ( [ ]mmRpm = 2 )i grosimea peretelui [ ]mm,s 52= . Din eav se vor tia

inele, avnd limea [ ]mm 12b = . Inelele se vor tia apoi pe generatoare, obinndu-se arce de cerc cu unghiul la

centru 088= - care reprezint tocmai paletele. Ele se vor rotunji la muchia de intrare B i vor fi ascuite la muchia de ieire G.

3. Calculul camerei spirale Se adopt (Fig. 2):

( )[ ]mmbb 3...123 += ; [ ]mm13b3 =

( )[ ]mmDR 7...32

' 2 += .

[ ]mm 55'R = Camera spiral se va face de seciune circular. La unghiul , raza 0 a camerei

spirale se calculeaz cu relaia:

[ ] [ ]000

0 mmR' 2 ;;C

'RC

+= ;

n'QH;'CC 53 102,5C' 10 == ;

[ ] [ ] [ ]rot/minn m Q' 3 ;s/;mH . Utiliznd datele obinute obinem:

[mm] 69704226

106422106422290010954

131052

00

0

143

5

,,

,C,,

,'C

+=

==

=

Fig. 2 Seciune prin camera spiral

Dac se tine seama i de frecri, raza seciunii camerei spirale se va mri cu 0 , calculate cu relaia:

[ ]mm,'R,360

3751360

025000

0 ==

n tabelul 1 sunt date valorile lui 0 din 450 n 450. Tabelul 1 Mrimea 150 450 900 1350 1800 2250 2700 3150 3600

0 - 4,87 7,00 8,69 10,15 11,45 12,64 13,76 14,81

0 - 0,172 0,343 0,515 0,687 0,859 1,031 1,203 1,375 - 5,05 7,35 9,21 10,83 12,30 13,68 14,96 16,19

R +' - 60,04 62,35 64,21 65,83 67,31 68,68 69,97 71,19

Pro

iect

at D

esen

at V

erifi

cat

Con

trola

tSR

Apr

obat

1:1

A

3

01.

10.2

013

Cam

era

Spira

la

POM

PA C

ENTR

IFU

GA

1/1

50

10

41

4,70

18,4

2

21,6

7

24

,62

27,

35

29

,93

32

,38

10

,09

11

1

0

14

5

0

1

04

1

10

? = 7,

35

? = 13

,68

AA

SEC

TIU

NEA

A

- A

F 1

6F

19

F 2

4

3

4

11

22

F 1

04

Proiectat Desenat Verificat ControlatSR Aprobat 1:1

A3

01.10.2013

DISC ROTOR

POMPA CENTRIFUGA

1/1

9,77

17,6

5

A

A

B

B

SECTIUNEA A - A

SECTIUNEA B - B

F 1

6

F 2

4

1

23

4

5 67

8

9101113

12

14

Proiectat Desenat Verificat ControlatSR Aprobat 1:1

A3

01.10.2013

POMPA CENTRIFUGA

1/1

Nr. crt. Obiect Masa Obs.Caracteristici1234567891011121314

CapacCorpul pompeiRotorSurub M6GarnituraSurub M6Saiba 6Arborele pompei

Surub M6Saiba 6Garnitura

Surub M6Teu refulareDop distributie

1

23

4

5 67

8

Proiectat Desenat Verificat ControlatSR Aprobat 1:1

A3

01.10.2013

POMPA CENTRIFUGA

1/1

Nr. crt. Obiect Masa Obs.Caracteristici12345678910

CapacCorpul pompeiRotorSurub M6GarnituraSurub M6Saiba 6Arborele pompei

9

10

Arborele motorului electricMotor electric

ANSAMBLU