Расчет потребного напора

Расчет простых трубопроводов с насосной подачей жидкости проводится на основании того, что при установившимся движении жидкости в трубопроводе напор Н_р, который должен развивать насос, должен быть равным потребному напору Н_п, который определяется по выражению

Н_р = Н_п = Н_г + (р₂ – р₁)/ρg + ∑h = H_ст + ∑h ,

где Н_г – геометрический напор, то есть высота на которую необходимо перемещать жидкость (Н_г = z₂ – z₁, где z₂ и z₁ – соответственно геодезические отметки уровня жидкости в приемном и питающем резервуарах, м); (р₂ – р₁) – разность давлений на поверхностях жидкости в приемном и питающем резервуарах, Па; ρ – плотность заданной жидкости, кг/м³ (Приложение 16); g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с²; ∑h – суммарные потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м; H_ст – статический напор системы, м.

Значения z₂, z₁, р₂, р₁ принимаются из условий задания.

Потери напора для каждого трубопровода в отдельности рассчитываются в следующей последовательности:

– определяют истинную (вычисленную для стандартных диаметров) скорость движения жидкости в трубопроводах u = 4Q/(πd²);

– вычисляют число Рейнольдса и по его величине устанавливают режим движения жидкости Re = u·d·ρ/μ = u·d/ν, где ν – кинематическая вязкость заданной жидкости при соответствующей температуре, которую определяют по выражению ν = μ / ρ, где μ и ρ принимают по приложениям 15, 16. Если Re < 2320 – режим ламинарный, если Re > 2320 – режим турбулентный;

– при турбулентном режиме движения жидкости дополнительно устанавливают область (зону) гидравлических сопротивлений, используя следующие соотношения:

а) если 2320 < Re < 20d/∆_э – область гидравлически гладких труб,

б) если 20d/∆_э < Re < 500d/∆_э – область смешанного сопротивления (переходная зона),

в) если Re > 500d/∆_э – квадратичная зона (область шероховатых стенок).

Здесь ∆_э – эквивалентная шероховатость материала трубопровода, принимаемая по Приложению 17;

а) в зависимости от режима движения и области гидравлических сопротивлений принимают формулу для определения коэффициента потерь по длине и вычисляют его значение:

б) при ламинарном режиме – l = 64/Re;

в) в области гидравлически гладких труб – l = 0,3164/ Re^0,25;

г) в области смешанного сопротивления –

l = 0,11(∆_э/d + 68/Re)^0,25;

г) в области шероховатых труб – l = 0,11(∆_э/d)^0,25;

– принимают по справочным данным значения всех коэффициентов местных сопротивлений V, которые имеют место в заданной схеме трубопровода (Приложение 18);

– определяют суммарные потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений в каждом трубопроводе

∑h = (l·l/d + ∑V)u²/2g;

Когда такие расчеты проведены для всасывающего и нагнетательного трубопроводов, по ранее приведенной формуле определяют потребный напор насосной установки Н_п.