3. Определение основных размеров на входе в рабочее колесо.

Размеры входа рабочего колеса определяются из условия обеспечения требуемых кавитационных качеств колеса и минимальных гидропотерь. Скорость на входе в рабочее колесо находится по формуле С.С.Руднева (она соответствует минимальному значению критического кавитационного запаса энергии):

_;

Величина зависит от кавитационных качеств рабочего колеса и определяется графически относительно выбранного (следует отметить, что для малошумных насосов ).

Диаметр вала рабочего колеса в первом приближении найдем из расчета, на кручение по формуле:

,

где - допускаемое напряжение на кручение для данного вала (углеродистая сталь);

- крутящий момент, приложенный к валу:

;

Полученное значение диаметра для придания жесткости увеличивают на 10-15 мм, поэтому примем диаметр вала равным:

Диаметр втулки:

;

Диаметр входа в колесо находится с помощью уравнения неразрывности:

;

Расположение входной кромки лопасти колеса, а также ее ширина , зависят от коэффициента быстроходности и кавитационных качеств колеса, исходя из уравнения неразрывности:

;

Меридианная составляющая абсолютной скорости принимается для колес со средними кавитационными качествами:

;

Диаметр окружности, проходящей через средние точки входных кромок ло­пастей, принимается:

;

Входную кромку лопасти располагают под углом к оси колеса 15-30⁰ либо параллельно ей.

После поступления потока в межлопастной канал, последовательно учитывают следующие два фактора, действующие одновременно, а именно: стеснение потока телом лопастей и отклонение потока вследствие удара потока о лопасть.

Кроме того, после поступления потока в межлопастной канал, увеличится меридианная составляющая абсолютной скорости :

,

где - коэффициент стеснения на входе. Принимаем

Окружная скорость на входе в межлопастной канал определятся по формуле:

,

где - угловая скорость;

Учтём второй фактор – отклонение потока вследствие удара потока о лопасти. Обычно в рабочем колесе насоса лопасть устанавливают не под углом безударного поступления потока , а под углом , большим угла на величину угла атаки , учитывающего подкрутку потока на входе в межлопастной канал. Это делается для улучшения гидравлических и кавитационных качеств насоса на переменных режимах работы.

Найдем угол безударного поступления потока:

;

Угол установки лопасти на входе:

,

где - угол атаки, (для колес с нормальными кавитационными качествами ).

Для судовых насосов .

При безотрывном обтекании лопасти поток движется по касательной к её поверхности. Поэтому, считаем, что относительная скорость потока , после его поступления на лопасти, направлена по касательной к средней линии профиля лопасти на входе и определяется по уравнению:

= ;

По скоростям , , , и углам , построим треугольники скоростей на

входе в рабочее колесо (см.Приложение).