КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Приклад розрахунку мережі трубопроводів та підбору насоса
Розрахувати та підібрати відцентровий насос і двигун для подачі води з відкритого резервуару, в якому відмітка розрахункового рівня ↓А в резервуарі з рівнем ↓С, що знаходиться в будівлі цеху згідно заданій схемі насосної установки, відмітка осі насоса ↓О. Схема установки показана на рис. 3.1. Рис. 3.1. Схема насосної установки
Вихідні дані: Витрата води Q = 35 /с; Діаметр всмоктуючої труби = 150 мм; Діаметр нагнітальної труби = 125 мм; Довжина всмоктуючого трубопроводу 15 мм; Довжина нагнітального трубопроводу 450 м; Відмітка рівня води ↓А - 162; Відмітка рівня води ↓С - 167; Відмітка осі насоса ↓О - 155; температура води t = 20 °С; матеріал труб - сталь, що була у вживанні абсолютна шорсткість =1 мм; вільний напір води = 3 м; коліно (r/R) = 0,5.
Розрахунок Для вибору насоса розраховують характеристику мережі трубопроводів, яка визначається за формулою (2.1). Вхідна в неї геометрична висота підйому рідини визначається як різниця відміток рівнів рідини = С – А = 167 – 162 = 5 м. Тоді сума постійних напорів Н0 з формули (2.3) = + = 5 + 3 = 8 м. Для визначення змінної складової в формулі (2.1) задаємося чотирма значеннями витрати від Q = 0 до Q = : = 0 м3/с; 0,015 м3/с; = 0,03 м3/с; = 0,035 м3/с. Щоб визначити втрати напору у всмоктуючому трубопроводі, спочатку розраховують середні швидкості руху води для прийнятих витрат за формулою . При = 0 м3/с =0 м/с При 0,015 м3/с = =0,85 м/с; При = 0,03 м3/с = =1,7 м/с; При = 0,035 м3/с = =1,98 м/с. Визначаємо відповідні критерії Рейнольдса за формулою (2.7), де кінематичний коефіцієнт в’язкості (додаток1): =0; = ; = ; = ; Для всіх прийнятих витрат отриманий турбулентний режим. Встановимо по матеріалу труб і числу Рейнольдса, чи будуть вони гідравлічно шорсткими. Визначаємо товщину ламінарної плівки за формулою (2.9) та зіставляємо із заданою шорсткістю (середньою висотою виступу) : =0; = ; = ; = ; Товщина ламінарної плівки для усіх витрат вийшла менше абсолютної шорсткості ,тобто, . Отже, труби з гідравлічно шорсткими стінками. Для сталевих труб, що були у вживанні, коефіцієнт тертя при турбулентному режимі визначається за формулою Шевелева (2.13)
Втрати напору на тертя для всіх прийнятих витрат визначаються за формулою (2.6): ; ; ; . Витрати напору на місцеві опори у всмоктуючому трубопроводі визначаються за формулою (2.14), в якій сума коефіцієнтів місцевих опорів записується згідно схеми всмоктуючого трубопроводу – як сума коефіцієнта клапана і трьох поворотів . Значення =6,5; =0,29 приймають з додатку 2; ; = ; = ; = . Складаємо загальні витрати у всмоктуючому трубопроводі по (2.5): ; ; ; . Для визначення загальних витрат напору в нагнітальному (напірному) трубопроводі приймають коефіцієнт шорсткості для сталевих труб n=0,012 (додаток 3). Визначають коефіцієнт Шезі за формулою (2.19), прийнявши y=1/6: . Знаходять витратну характеристику К за формулою (2.18) . Визначають постійну трубопроводу S за формулою (2.17) . Тоді загальні втрати в нагнітальному трубопроводі за формулою (2.20) ; ; ; . Складають загальні втрати у всмоктуючому та нагнітальному трубопроводах за формулою (2.2): ; ; . Визначають повний напір води в мережі, який необхідно забезпечити на початку нагнітального трубопроводу: ; ; ; . По зведеному графіку подач та напорів [7] орієнтовно приймають марку насоса 4К-6. В каталозі насосів [7, c.2l] знаходять робочі характеристики насоса. В тому ж масштабі, що й характеристика Q-Н для даного насоса, будують характеристику мережі Q- . Накладають кальку з побудованою характеристикою Q- на дві робочі характеристики Q-H для насосів. Для заданої максимальної витрати Q = 0,035 м3/с робоча точка насоса знаходиться на перетині характеристики мережі Q- та робочої характеристики Q-H з діаметром робочого колеса D= 272 мм для насоса 4К-6. Виписують з каталогу технічні параметри насоса 4К-6 (табл. 3.1). Таблиця 3.1
Габаритні розміри та схеми насосів типу К приведені в [7, с.30, 31, 32].
|