Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Кафедра КВиХТ
Курсовая работа
«Расчет пластинчато-роторного вакуумного насоса»
Студент: Майоров М.В.
Группа № 5036/3
Преподаватель: Солдатова К.В.
Санкт-Петербург
2011
Содержание
Список обозначений……………………………………………………………………..3
Список сокращений……………………………………………………………………...7
Техническое задание…………………………………………………………………..…8
История развития вакуумной техники……………………………………………….…9
Расчет по исходным данным……………………………………………………………10
Расчет по подобранным данным……………………………….....................................10
Вывод…….………………………………………………………………………………15
Список литературы……………………………………………………………………..16
Список обозначений
– плечи сил
– коэффициенты для упрощения расчетов
- максимальный вылет радиальных пластин
– толщина разгрузочных колец
– коэффициент, учитывающий влияние числа пластин и относительного эксцентриситета
- диаметр вала под подшипники
– диаметр всасывающего патрубка
– диаметр нагнетательного патрубка
- эксцентриситет
- максимальная площадь ячейки при угле поворота φ=0
– высота пластин
– ширина опасного сечения
- глубина паза ротора
- относительная длина ротора
– длина ротора
– длина разгрузочных колец
- масса пластин
– показатель политропы
– число оборотов ротора, об/мин
– мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения пластин в пазах
– мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения концов пластин о неподвижный цилиндр
– мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в подшипниках
– мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в уплотнениях (сальнике).
– мощность двигателя
- мощность на трение пластин в пазах
- мощность на трение в подшипниках
- мощность на трение пластин в пазах из-за перепада давления
– теоретическая мощность
– мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения
- мощность на преодоление центробежных сил
- мощность на трение пластин по цилиндру из-за перепада давления
- индикаторная мощность
– начальное давление
- среднее индикаторное давление
– давление всасывания
- давление нагнетания
–давление газа в начале сжатия, равное давлению всасывания
– текущее значение давления газа в ячейке
- интенсивность нагрузки от поперечных инерционных сил ускорения Кориолиса
– интенсивность нагрузки от перепада давлений на выступающую часть пластины
- интенсивность нагрузки от перепада давлений на выступающую часть пластины, когда одна из ячеек соединена со всасывающим патрубком
- интенсивность нагрузки от перепада давлений на выступающую часть пластины, когда одна из ячеек соединена с нагнетательным патрубком
– радиус статора
– радиус ротора
– эффективный радиус ротора
– силы, действующие на пластину
- быстрота, отнесённая к условию всасывания
- геометрическая быстрота действия насоса
- усилие от газовых сил
- средняя скорость скольжения пластин
– число пластин
- оптимальное число пластин
– максимальный угол сжатия
- угол между пластинами
– толщина пластин
- относительная толщина пластин
– угол верхней кромки всасывающего окна
- угол верхней кромки нагнетательного окна
– угол нижней кромки нагнетательного окна
– угол нижней кромки всасывающего окна
– угол поворота ротора, угол поворота биссектрисы ячейки
- максимальный угол поворота ротора
- угол между направлением паза ротора и радиусом цилиндра
- механический КПД насоса
- коэффициент откачки
- относительный эксцентриситет ротора
– коэффициент дросселирования
– коэффициент подогрева
– относительные потери вследствие внешних натеканий атмосферного воздуха
– относительные потери быстроты действия, обусловленные обратным расширением газа
– относительные потери, обусловленные внутренними перетеканиями газа и переносом газа в изолированном объеме
- коэффициент трения в подшипниках скольжения
- коэффициент трения пластин в пазах ротора
- коэффициент трения пластин по цилиндру
– число пи (3,14)
– текущий радиус-вектор
– давление внутреннего сжатия
- плотность материала пластин
– расстояние от центра тяжести элемента ротора до оси вращения ротора
- отношение давлений внутреннего сжатия
– угловая скорость
- коэффициент потерь на дросселирование
- коэффициент сжатия
- угол наклона пластин
- перепад давлений между двумя соседними ячейками
- перепад давлений между двумя соседними ячейками, если одна из ячеек соединена со всасывающим патрубком
- перепад давлений между двумя соседними ячейками, если одна из ячеек соединена со нагнетательным патрубком
Список сокращений
ПРВН – пластинчато-роторный вакуумный насос
КПД – коэффициент полезного действия
Техническое задание.
.
Исходные данные:
Газ – воздух
Материал пластин – СТЭФ 1
Цель курсового проекта.
Определить основные геометрические параметры пластинчато-роторного вакуумного насоса по заданным параметрам, выполнить эскиз рабочей камеры насоса, обеспечить
Рис.1 Ротационно-пластинчатый вакуумный насос
История развития вакуумной техники
До середины ХУII в, понятие «вакуум», в переводе с латинского означающее пустоту, использовалось лишь в философии. Древнегреческий философ Демокрит одним из «начал мира» выбрал пустоту. Позднее Аристотель вводит понятие эфира неощутимой среды, способной передавать давление, В этот период знания о свойствах разреженного газа еще отсутствовали, но вакуум уже широко использовался в водоподъемных и пневматических устройствах.
Научный этап развития вакуумной техники начинается с 1643 г., когда в Италии Э, Торричелли, ученик знаменитого Галилея, измерил атмосферное давление. В 1672 г, в Германии О. Герике изобрел механический поршневой насос с водяным уплотнением, что дало возможность проведения многочисленных исследований свойств разреженного газа, Изучается влияние вакуума на живые организмы. Опыты с электрическим разрядом в вакууме привели вначале к открытию электрона, а затем и рентгеновского излучения. Теплоизолирующие свойства вакуума помогли создать правильное представление о способах передачи теплоты и послужили толчком для развития криогенной техники.
Успешное изучение свойств разреженного газа обеспечило возможность eгo широкого технологического применения, Оно началось с изобретения в 1873 г, первого электровакуумного прибора лампы накаливания с угольным электродом русским ученым А. Н, Лодыгиным и открытием американским ученым и изобретателем Т. Эдисоном в 1883 г, термоэлектронной эмиссии. С этого момента вакуумная техника становится технологической основой электровакуумной промышленности.
Расширение практического применения вакуумной техники сопровождалось быстрым развитием методов получения и измерения вакуума. За небольшой период времени в начале ХХ в. были изобретены широко применяемые в настоящее время вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Д, Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913).