hidraulicne masine graficki
TRANSCRIPT
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 1
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
Polazni podaci:
Protok: Q=0,015 3m
s
Jedinični rad: Y=300 J
kg
Brzina obrtanja: n=48.33 1s (n=2900 1min )
1. HIDRAULIČNI PRORAČUN RADNOG KOLA
1.1 Specifična učestanost obrtaja i odreĎivanje tipa radnog kola:
1
2,
3 3
4 4
48,33 0,015333 333 27,34
300
q
nQn
Y
, pri čemu je za:
2111, qn - sporohodo kolo,
4122, qn - normalno kolo,
8242, qn - brzohodo kolo
iz prethodnog zaključujem da je radno kolo pumpe centrigugalno normalne
brzohodosti.
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 2
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.2 OdreĎivanje stepena korisnosti
1.2.1 Zapreminski stepen korisnosti
2 2
, 3 3
1 10,969
1 0,285 1 0,285 27.34
Q
qn
,obično je )98,095,0( Q
1.2.2 Hidraulički stepen korisnosti
2)172,0(log
42,01
rač
HD
za Drač
u mm , gde je 3)15,102,1(n
QD k
rač m
0,0150,01548
0,969k
3m
s
, a 30,01548
1,1 0,07526248,33
račD m
Hidraulički stepen korisnosti jednak je 2
0,421 0,855
(log75.262 0,172)H
obično je 90,086,0 H
1.2.3 Stepen korisnosti koji uzima gubitke zbog trenja o spoljne zidove kola
1.2.4 Mehanički stepen korisnosti
98,096,0 m i uzima u obzir gubitke u ležajevima i zaptivačima
Usvajam 0,97m
, 2 2
1 10,924
61,55 61,551 1
27.34
R
qn
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 3
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.2.5 Ukupni stepen korisnosti
0,969 0,855 0,924 0,97 0,74Q H R m
1.3 Proračun snage i izbor motora
snaga pumpe: 3
3 3
10 0,015 3006,08
10 10 0,74
Q YP
kW
potrebna snaga motora: (1,1 1,2) 6,688 7,296MP P kW
Usvajamo elektromotor iz kataloga ELEKTROMOTORI MARIBOR iz god 1970
tip T132 SB2, koji ima sledeće karakteristike
7,5P kW , 2910n 1min , 38d mm , 132h mm
1.4 OdreĎivanje prečnika vratila i glavčine radnog kola
'33
7
5 5 24,61190,01464
4 10
tvr
t
Md
m ,
gde je 3
1
7 1024,6119
2
Mt
WPM
n s
Nm
2
710)53(m
Nt za čelike
'(1,1 1,2) 16,104 17,568vr vrd d mm Usvajam 19vrd mm
Prečhik glavčine: (1,2 1,4) (22,8 26,6)gl vrd d mm Usvajam 25gld mm
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 4
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.5 Optimalna brzina strujanja
53 2'
0 nQC km
s
, gde koeficijent 22,153,0 , a mi ćemo uzeti 1
' 30 1 0,01548 2352,25 3,3145C
m
s
1.6 OdreĎivanje prečnika na ulazu u radno kolo i prečnika usisne prirubnice
2 2
0
0
4 4 0,015480,025 0,08106 81.06
3,3145
kgl
QD d m
C
mm
Prečnik treba usvojiti prema standardnom prečniku cevi i ja usvajam
0 80ID D mm
1.7 Brzina strujanja na ulazu u radno kolo
0 2 2 2 2
0
4 4 0,015483,413
( ) (0,08 0,025 )
k
gl
QC
D d
m
s
1.8 Meridijanaska brzina '
1mC neposredno pred ulaznom ivicom lopatice
'
1 0 3,413mC C m
s
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 5
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.9 Prečnik ulazne ivice lopatice
0 80ID D mm
1.10 Meridijanska komponenta apsolutne brzine na ulaznoj ivici lopatice
'
1 1 1 (1,1 1,2) 3,413 4m mC k C m
s
, usvajam 1 4mC
m
s
,
gde je )2,11,1(1 k koeficijent suženja protočnog preseka zbog debljine lopatica na ulazu
1.11 Obimska brzina na ulazu
1 1
0,10 291011.427
60U D n
m
s
1.12 Trougao brzina na ulazu u radni(lopatični) prostor
011
1
419,29
11,427
mCarctg arctg
U
111 l, gde je 00
1 83
0 0 0
1 19,29 3 22l
11 0
1
410,67
sin sin 22
m
l
CW
m
s
mC1
'
1mC
1U
1W
1
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 6
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.13 Meridijanska komponenta apsolutne brzine na izlazu iz radnog kola
' '
2 1(0,7 0,8) (0,7 0,8) 3,413 2,389 2,7m mC C m
s
Usvajam '
2 2,5mC m
s
'
2 2 2 2,625 2,75 2,7m mC k C m
s
, gde je 2k koeficijent suženja protočnog preseka zbog
debljina lopatica na izlazu i on iznosi 1,105,12 k
1.14 OdreĎivanje prečnika na izlazu iz radnog kola u prvom približenju
2
2 2 30025,26
0,855 1,1H k
YU
m
s
, gde je 2,10,1 k
Usvajam 1,1k
22
25,260,165 165
2910
UD m
n
mm , a odnos 2
0
1652,06
80
D
D
1.15 Usvajanje izlaznog ugla l2
Po preporukama
01 22 1 2
2 1
sin sin 28l l l
W k
W k
Odnos 4,12
1 W
W biram iz knjige „Pumpe i ventilatori“ Bogdan Ristić
(strana 81., slika 4.7)Usvajam 0
2 28l
qn 11 27 55
l2 00 3036 00 2530
00 2022
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 7
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.16 OdreĎivanje broja lopatica radnog kola
0 0
1 22 1
2 1
0,165 0,08 22 28sin 6,5 sin 7,9
2 0,165 0,08 2
l lk
D Dz K
D D
,
5,6K za livena kola
Usvajam 8kz
1.17 OdreĎivanje prečnika na izlazu iz radnog kola po drugom približenju
2 2
2 22 0 0
2 2
2,7 2,79,81 46,82 2,539 6,446 459,298 24,12
2 2 2 28 2 28
m mk
l l
C C mU H
tg tg tg tg s
Gde je 30,58
(1 ) (1 ) (1 0,309) 46,820,855
k k
H
HH p H p
J
kg
, a 30,58Y
Hg
J
kg
Koeficijent po Flajdereru se računa kao '
2 2
1 0,95 12 2 0,309
1 8 1 0,48k
pz m
1
2
800,48
165
Dm
D
)60
1()85,065,0( 2' l , usvajam ' 28
0,65 (1 ) 0,9560
22
24,12158
48,5
UD mm
n
, to jest
2 158D mm
Postoje određene preporuke za izbor materijala radnog kola, i to:
Za )120(9052 Um
s
uzima se čelik ili čelični liv,
Za 50302 Um
s
uzima se sivi liv ili kalajna bronza,
Za 252 Um
s
uzima se silumin.
Za materijal mog radnog kola usvajam sivi liv.
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 8
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
1.18 Širina radnog kola na ulazu i izlazu
1 '
1 1
0,015480,01805
0,08 3,413
k
m
Qb m
D C
, odnosno
1 18,055b mm
2 '
2 2
0,015480,01155
0,158 2,7
k
m
Qb m
D C
, odnosno
2 11,55b mm
Za moje radno kolo usvajam 1 18,055b mm i
2 11,55b mm
1.19 Provera koeficijenata 1k i
2k
11
0
1 1
1 11,514
8 0,00411
0,08 sin 22sink
l
kz
D
obično 2,11,11 k
22
0
2 2
1 11,1
8 0,00411
0,158 sin 28sink
l
kz
D
obično 1,105,12 k
114 mm od sivog liva
mm63 od čeličnog liva ili kalajne bronze
mm64 od aluminijuma ili alumino-silikata
Konačno usvajam koeficijente 1 1,51k i
2 1,1k
1.20 Konstrukcija meridijanskog preseka i odreĎivanje rasporeda meridijanskih
brzina
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 9
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
xx
mxbR
QC
2
' gde je '
mxxmx CkC a koeficijenti 1 2 1,51 1,1xk k k
xR 40 45 50 55 60 65 72 79
'
mxC 10,38 9,230 8,308 7,553 6,923 6,391 5,769 5,258
mxC 11,418 10,153 9,139 8,308 7,615 7,030 6,346 5,784
xb 18.055 17 16 15 14 13 12 11,55
1.21 Konstrukcija lopatice metodom „tačka po tačka“
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 10
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
Sa slike vidimo da je l
lRtg
dRd
Rd
dRtg
, a odatle je ugao
2
1
R
R lRtg
dR
Znamo da je
n
i
i
1
a iii
i RBB
2
1 , gde je li
itgR
RB
1
)( neka vrednost
podintegralne funkcije
Na osnovu trapeznog pravila sledi:
n
i
iii R
BB
1
1
2
180
, za 0
To je najbolje uraditi tabelarno
tačka iR
s
mCmi
'
s
mW i mmi
it 0
li )( iRB iR
i 0
1 I 40 10,380 41,98
4
31,4 22 61,87 5 16,1
80,4
II 45 9,230 34,26 35,325 22.5 53,65 5 14
III 50 8,308 27,99 39,25 23.5 46 5 12,12
IV 55 7,553 23,45 43,175 24.5 39,90 5 10,6
V 60 6,923 20,03 47,1 25.5 34,94 5 9,36
VI 65 6,391 17,37 51,025 26.5 30,98 5 8,26
VII 72 5,769 14,75 56,52 27.5 26,68 7 10
VIII2 79 5,528 13,64 62,015 28 23,81 7 /
Pri čemu je ii
mibR
QC
2
'
, a li
mi
li
ii
i
li
mii
li
mii
C
t
tCkCW
sin
sin
sinsin
'''
, gde je
k
ii
z
Rt
2 korak na nekom profilu
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 11
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
2. PRORAČUN SPIRALE I DIFUZORA
2 2(0,02 0,05) 11,5 (0,02 0,05) 165 14,85 19,8sb b D
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 12
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
Usvajam 15sb mm
3 2(1,03 1,05) 81,37 82,95R R
Usvajam 3 82R mm
3' '2 2 0,082
174235,02 174235,02R
K k
m gde je
' 350,87720 720 174235,02
0,015 303,67
kYK
Q
2 2 48,33 303,67n 1s , a 300
350,870,855
k
H
YY
kg
J
)(2)( 34 RR
0 0 45 90 135 180 225 270 315 360
mm 0 6,8 9,7 12 14,05 15,48 17,5 19 20,5
mmR )(4 82 95,6 101,4 106 110,1 113,7 117 120 123
III DD usvajam 80IID mm , gde je 06 i 0 0(360 ) 2 (360 ) 2 20,5 41d mm
0
0
(360 ) 65 41137,16
2 2 5
IID dL
tg tg
mm
Usvajam 140L mm
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 13
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
3. ODREĐIVANJE MAKSIMALNE USISNE VISINE
hHHHH vpgubs max , pri čemu je
2,1019.1081,910
1013
5
g
pH b
b
m
17,081,910
10017,03
5
g
pH
vp
vp
m
2 28 2,982,5 0,25 0,0154 1,94
2 0,08 2 9,81
gu u ugu uk k tr
u
Y l cH
g D g
m
9,81 1,94 19,03gu guY g H kg
J, 5,2 usvajam 105,2 ukuk
)90 od uglom pod koleno (za 25,0 0k
8ul m , Iu Dd ,
0ccu
0 2 2
4 4 0,0152,98
0,08u
q mc
d s
DRf etr
,
6
2,98 0,08209122,81
1,14 10
u ue
c dR
61014,1 2s
m
0.30.3
0,396 0,3960,0054 0,0054 0,0154
209122,81tr
eR
2 2 2
0 10 1
2,98 146,511,1 0.25 2,36
2 2 2 9,81 2 9,81
c wh HPSH
g g
m
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 14
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
0 1 0 11 1,2 0,2 0,3 usvajam 1,1 i 0,25
2 2 2 2 2
1 1 1 4 11,24 146,51mw c u 2
4
s
m
max 10,2 1,94 0,17 2,35 5,74s b gu vpH H H H h m
max 5,74sH m
4. PRORAČUN AKSIJALNIH SILA
02
2
22
02
2
2
02
22
02
18
CQR
rRRpprRF
gl
glax
3 5
2 10 300 300000 3 10 3p Y Pa bar
2 25 3 3 30
0
2,9810 10 9,81 5,74 10 19,03 10 19828
2 2b s gu
cp p gH Y Pa
2 2 2 2
2 2 3 3
2
304,73 0,079 0,04 0,01250,04 0,0125 300000 19828 10 1 10 0,015 3,413
8 2 0,079axF
937,213 0,937axF N kN
0 0 81,06 3 84,06zD D mm
0,15 100 0,0005 0,15 84,06 100 0,0005 0,14203zs D mm
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 15
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
84,06 0,14203 37,51z zA D s 2mm
0 3 8 3 8 37,51 (112,53 300,08) 225zA A 2mm
00
4 4 2255,98
8
Ad mm
z
Usvajam 0d 6 mm
Broj otvora je jednak broju lopatica radnog kola 8kz
Sila koju treba da prenesu ležaji: 0.2 0,2 973,213 194,64R
ax axF F N
5. PRIBLIŽNE SILE U LEŽIŠTIMA I KRITIČNA BRZINA OBRTANJA
5.1 Približna težina radnog kola
5.1.1 Težina lopatica
3
1 8 0,0014745 0,003 7,85 10 9,81 2,73L MG z G z A g N
3
31085,7m
kgM , a 3 mm
2 2 0,071 0,0148 80,40,0014745
360 360
obR bA
2m
2 2 2 2
2 1
0 0
2 2 1 1
0,079 0,040,07104
cos cos 0,158 cos 28 0,08cos 22L l
R RR
D D
m
1 2 18,055 11,5514,8 0,0148
2 2
b bb mm
m
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 16
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
5.1.2 Težina spoljnjeg diska(venca)
2 2 2 232 1
2
0,158 0,080.005 7,85 10 9,81 5,614
4 4sp M
D DG g N
Usvajam 5232 usp mm
5.1.3 Težina unutršnjeg diska
2 2
2 13 2 5,614
4u M
D DG g G N
5.1.4 Težina glavčine i kola
2 2 2 23
4
0,025 0,0190,035 7,85 10 9,81 0,576
4 4
gl vr
gl M
d dG l g N
1 2 3 4 2,73 5,614 5,614 0,57 14,536kG G G G G N približna težina radnog kola
5.2 Težina vratila
7654321
8877665544332211
lllllll
ldldldldldldldld
l
ldd
i
ii
sr
10 16 19 36 25 68 30 30 40 40 45 120 40 40 30 4033,9589 0,0339589
16 36 68 30 40 120 40 40srd mm
m
2 230,0339589
0,39 7,85 10 9,81 27,18834 4
srV M
dG L g
N
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 17
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
5.3 Težina spojnice
Na osnovu 17,59550 9550 24,613 7,5 ; 2910min
2910
PT Nm P KW n
n
usvaja se
standardna spojnica „PERIFLEKS“ koja izdržava moment pri trajnom opterećenju od 30
Nm, a najveći moment pri kratkotrajnom preopterećenju do 80 Nm
5.4 Sile u osloncima
RK FG e VG
2
SPG
AY
BY
a l b
l=135 mm, a=148,5 mm, b=52,5 mm, e=49,27 mm
3
2 2 0,3 10 300 0,158 0,015 213,3R RF f Y D b N
Gde je koeficijent 3,0Rf
Težište vratila određujemo iz obrasca:
7
1
2
7
1
2
7
1
7
1
i
ii
i
iii
i
i
i
ii
C
ld
ldx
G
Gx
x
Zamenom vrednosti dobijamo:
2 2 2 2 2 2 2 2
2 2 2 2 2 2 2 2
8 10 16 34 19 36 86 25 68 135 30 30 170 40 40 250 45 120 330 40 40 370 30 40
10 16 19 36 25 68 30 30 40 40 45 120 40 40 30 40Cx
231,7768Cx mm
Iz uslova ravnoteže sledi:
01 0 iY 02
SPBVARK
GYGYFG
2
SPVRKBA
GGFGYY
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 18
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
14,536 213,3 22,14 15 264,976A BY Y N
02 0)(2
)( 0 blG
LYeGaFGM SPBVRKA
aFGeGblG
lY RKVSP
B )(2
aFGeGbl
G
lY RKV
SPB )()(
2
1
1
15 187,5 22,14 49,2768 227,836 148,5 221,7049135
BY N
221,70487BY N
264,976 264,976 221,7049 486,68087A BY Y N
Otpori oslonaca iznose: 468,68087AY N i 221,7049BY N
5.5 Kritična brzina obrtanja
14,536 213,3 22,1424,35
2 9,81 2 9,81
k R VA
G F Gm
g g
kg redukovana masa za tačku A
30 22,142,657
2 2 9,81
SP VB
G Gm
g
kg redukovana masa za tačku B
4 480,033959
6,525 1064 64
srx
dI
4m , 8102,2 E
2/ mkN
8 8 32,2 10 6,525 10 14,354 10xE I 2Nm
223 37
3
0,135 0,1485 0,14853 2 3 2 3,595 10
3 3 14,354 10 0,135 0,135A
l a a
l l
223 37
3
0,135 0,1485 0,05253 2 3 2 2,612 10
3 3 14,354 10 0,135 0,135
l a b
l l
B
0,5 0,5
7
1 1337,9729
3,595 10 24,353A
A Am
1s
0,5 0,5
7
1 11200,3513
2,612 10 2,612B
B Bm
1s
Mašinski fakultet Projekat iz hidrauličnih
mašina
Strana: 19
Ukupno strana: 19
Student:
Broj indeksa
PRORAČUN
CENTRIFUGALNE PUMPE
Overio:
0,5 0,52 2 2 2
2 2 2 2
337,9729 1200,3513325,32351
337,9729 1200,3513
A Bkr
A B
1s
325,3235151,803
2 2
krkrn
1s - kritična brzina obrtanja, a stvarna je 48,5n 1s
krn > n - bezbedno područje rada
6. IZBOR I PROVERA LEŽAJA
Ležaj A: 468,68087RAF N , 1002
aaA
FF N , 40d mm na osnovu toga
usvajam ležaj 60(RM 10)08: 68D mm , 15B mm , 0 15,2f , 17C kN ,
0 11,8C kN
0
0
15,2 1000,128 0,22
11800
aAf Fe
C
,
1000,213
468,68087
aA
RA
F
F , znači
RA
aA
F
F > e
1X i 2Y
1 468,68087 2 100 668,6808RA aA RAF X F Y F F N
Broj radnih sati
36 610 10 1700094112,208
60 60 2910 668,6808h
CL
n F
h - zadovoljava
Ležaj B: 221,7049RBF N , 1002
aaA
FF N , 40d mm na osnovu toga
usvajam isti ležaj 60(RM 10)08
0
0
15,2 1000,128 0,22
11800
aAf Fe
C
,
1000,451
221,7049
a
RB
F
F B , znači
RB
a
F
F B > 56,0 Xe i 2Y
0,56 221,7049 2 100 324,155RB aBF X F Y F N
Broj radnih sati
36 610 10 17000826122,31
60 60 2910 324,155h
CL
n F
h - zadovolja