Расчетная часть-Расчет ПРОЧНОСТНОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УПЛОТНЕНИЯ насоса ЦНС-90-1100-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Расчетная часть-Расчет ПРОЧНОСТНОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УПЛОТНЕНИЯ насоса ЦНС-90-1100-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

4 ПРОЧНОСТНОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
УСОВЕРШЕННСТВОВАННОГО УПЛОТНЕНИЯ

4.1 Прочностной расчет

Спиральные канавки оптимальные по условию максимума гидравлической осевой жидкости имеют следующие конструктивные параметры:
- входной угол канавок, . = 17,8 ;
Θ- безразмерная толщина жидкостного слоя в зазоре, Н= h0 /h1;
- отношение ширины канавки к ширине пары канавки-перегородки по окружности, = b2 /(b1+b2) = 0,5;
- отношение ширины канавки к ширине кольца, = (rg-rb)= 0,723.
Определим число канавок, шт.
N= sin2,      (4.1)
где - рабочий коэффициент уплотнения
= ,      (4.2)
где - динамическая вязкость буферной жидкости, Па с;
- частота вращения вала. = 50 с-1;
h0- зазор между парой трения, мкм;
pf – давление буферной жидкости. pf= 0,1 МПа.
В качестве буферной жидкости используется очищенная вода с динамической вязкостью 0,001 Па с.
Определим зазор между парой трения, мм
h0= ,       (4.3)
где h1-глубина канавки. h1= 1,25 мм.
h0= = 0,56 мм.

= =127,38.
Подставив в формулу (4.1) получим
N= штук
Определим коэффициент исправления границы канавок Св:

,  (4.4)

где -динамическая вязкость жидкости, МПа;
h0- отношение ширины канавки, к ширине пары канавки перегородки по окружности, м;
Нк- безразмерная толщина жидкостного слоя в зазоре.
Нк= ,      (4.5)
где h1- глубина канавки, мкм.
Определим отношение внутреннего радиуса к радиусу канавок
      (4.6)
где   - радиус канавок, м.

Определим радиус канавок , мм

,     (4.7)

где - внешний радиус кольца, мм;
- внутренний радиус кольца,мм.

м.

Определим отношение внутреннего радиуса к радиусу канавок


Подставляя в формулу(4.4.) найденные выше данные, получим




4.2 Гидравлический расчет

По условию непрерывности течения , находим давление на радиусе канавок и течение обратного нагнетания буферной жидкости.
Давление жидкостного слоя на радиусе к канавок является важнейшим параметром для ОНТУ. Уплотняемая среда утечет через торцовый зазор при < и уплотнение не будет работать. Утечка уплотняемой среды отсутствует при = и уплотнение обладает способностью герметизации. Утечка уплотняемой среды отсутствует, а малая буферная среда нагнетается в уплотняемую полость при > и уплотнение имеет прекрасную герметичность, которое совсем устраняет утечку уплотняемой среды и загрязнение окружающей среды.

Определим давление на радиусе канавок, МПа

          (4.8)
где -давление уплотняемой среды на , МПа;
- давление буферной жидкости на радиусе , МПа;
А, В, С- конструктивные функции гидродинамических канавок.
Давление, развиваемое насосом ЦНС 90-1100 =18 МПа. Давление буферной жидкости =0,1 МПа.

 

Рисунок 4.1- Гидравлическая схема уплотнительной пары трения
1- давление жидкостного слоя при Qр>Qs
2- давление жидкостного слоя при Qр= Qs
3- давление жидкостного слоя при Qs <Qр


(4.9)
(4.10)
где и - тоже обозначим одним из конструктивных функций гидродинамических канавок.

(4.11)
Определим конструктивную функцию гидродинамических канавок:

(4.12)


Определим другие конструктивные функции гидродинамических канавок.

.





Подставляя в формулу(4.8) найденные выше данные, получим


Утечка уплотняемой среды отсутствует, а малая буферная среда нагнетается в уплотнительную полость, т.к. > ,то уплотнение имеет прекрасную герметичность.
Определим раскрывающее усилие
(4.12)