Глава 42.1 Расчет рабочих колес насоса

Расчет рабочего колеса насоса состоит в определении конеч­ного и начального диаметров лопаток или высоты пазов при выб­ранной геометрии межлопаточных каналов, числа лопаток или пазов, ширины рабочего колеса, при которых с минимальным на­ружным диаметром обеспечивается заданная быстрота откачки.

Определение основных размеров колеса основано на обеспече­нии допустимого напряжения в корневом сечении лопаток.

Максимальная быстрота откачки S_max рабочего колеса и мак­симальное отношение т_тах давлений определяются рядом факторов: Т_мах зависит от угла а установки лопаток или наклона паза, пара­метра alb, характеризующего тип структуры, и отношения ulv_R окружной скорости колеса к наиболее вероятной скорости тепло­вого движения молекул; S_max зависит от произведения FK_mzx, определяемого перечисленными факторами, а также торцовой пло­щадью межлопаточных каналов рабочего колеса.

Оптимальные значения а и alb выбирают из условия обеспе­чения максимальной результирующей вероятности перехода мо­лекул газа через рабочее колесо или достижения максимально возможного отношения давлений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к колесу.

Торцовая площадь межлопаточных каналов или пазов, опре­деляемая исходя из условия обеспечения заданной быстроты от­качки, зависит от ширины а межлопаточного канала или паза, наружного D₂, начального диаметров и числа межлопаточных каналов или пазов.

Лопаточные колеса по сравнению с дисковыми при одинако­вых наружных диаметрах обеспечивают большую быстроту от­качки вследствие большой относительной площади межлопаточ­ных каналов. Как показали теоретические исследования, увеличе­ние быстроты откачки неодинаково при различных значениях наружного диаметра D₂. При S = 50 ... 200 дм³/с. увеличение быстроты откачки не превышает 20 %. В насосе с быстротой дей­ствия S = 400 ... 500 дм³/с применение лопаточных колес по сравнению с дисковыми колесами снижает наружный диаметр примерно на 10 ... 12 %.

Дисковое колесо. В насосе с быстротой действия до 400 ... 500 дм³/с рабочие колеса целесообразнее выполнять в виде дисков с радиальными пазами (рис. 167). Такая конструкция колеса обеспечивает необходимую суммарную торцовую площадь пазов для заданной быстроты откачки при сравнительно небольшом на­ружном диаметре D₂, а также отличается технологичностью и простотой изготовления.