ГИДРОГАЗОДИНАМИКА. Контрольная работа по дисциплине Гидрогазодинамика

• Название: Контрольная работа по дисциплине Гидрогазодинамика
• Дата: 12.07.2022
• Размер: 329.05 Kb.
• Имя файла: ГИДРОГАЗОДИНАМИКА.docx
• Тип: Контрольная работа; #629505
• страница: 2 из 3

Результаты перерасчета расхода и напора насоса для девяти точек
при уменьшении числа оборотов на 20%

Расход	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,010	0,012	0,014	0,016
Расход	0	0,0016	0,0032	0,0048	0,0064	0,008	0,0096	0,0112	0,0128
Напор , м	22,0	21,5	20,5	18,0	14,5	11,5	8,0	3,0	0
Напор , м	14,08	13,76	13,12	11,52	9,28	7,36	5,12	1,92	0

13. 
    К ранее построенным характеристики сети и напорной характеристики насоса в той же координатной сетке (см. рис. 2) строим новую напорную характеристику насоса (см. рис. 4).
    

Рис. 4. Совместная характеристика сети и двух насосов: номинального
и с уменьшенным на 20% числом оборотов рабочего колеса.

14. 
    Используя метод наложения характеристик, определяем фактический рабочий режим центробежного насоса на новом режиме ( ).
    

Для этого по графику рис. 4 определяем точку пересечения характеристик ( ), а проекции этой точки на координатные оси определяют рабочие параметры насоса:

;



По графику рис. 3а определяем КПД насоса для фактического расхода в при :





Рис. 3а. Зависимость КПД насоса от расхода (режимы 1и 2).
Вычисляем мощность, потребляемую насосом при рабочих параметрах по формуле:



где плотность воды при заданной температуре .



Отношение мощностей в рабочих точках 2 и 1 равно:



вместо теоретических 0,512.

Далее вычисляем потери напора во всасывающей линии для фактического расхода , который находится по формулам





где ;

(пересчитали для найденного


Вычисляем значение допустимой геометрической высоты всасывания для точки 2:



где нормальное барометрическое давление;

давление насыщенных паров воды при температуре (см. таблицу 3);

коэффициент кавитационной быстроходности ц/б насоса.

скорость вращения рабочего колеса, ;







Практически совпадает с заданной фактической высотой всасывания

Результаты сравнения двух режимов работы — номинального (режим 1) и с пониженным на 20% числом оборотов (режим 2) представлены в таблице 7.
Таблица 7.

Сравнение параметров работы ц/б насоса в рабочих точках 1 и 2

Параметр	Номинальный режим (1)	Пониженное на 20% число оборотов (2)
Число оборотов n, об/мин	2200	1760
Расход Q, л/с	7,65	4,8
Напор H, м	15	11,52
Мощность насоса N, Вт	1657	1030
КПД насоса, %	67,1	52
Потери напора во всасывающей линии , м	0,147	0,0586
Допустимая геометрическая высота всасывания , м	9,025	9,12

3. 
   режим работы двух ц/б насосов
   при параллельном включении в сеть
   

15. 
    Производим перерасчет характеристик насоса при параллельном включении двух одинаковых насосов в расчётную сеть.
    

Обозначим характеристики (Н и Q) для первого насоса и , а для второго — и . Характеристики при совместной работе, соответственно, и .

Так как насосы одинаковые, то числовые значения их характеристик совпадают. Значения и указаны в таблице 1.

Для перерасчета характеристик насоса при параллельном включении двух одинаковых насосов используем правило:

«при параллельном включении двух одинаковых насосов, напорные характеристики не изменяются, а расход суммируется», т.е.:





Результаты перерасчета расхода и напора насоса при параллельном включении в гидравлическую сеть представлены в таблице 8.
Таблица 8.

Результаты перерасчета расхода и напора насосов при параллельном включении в сеть

Расход	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,010	0,012	0,014	0,016
Расход	0	0,004	0,008	0,012	0,016	0,02	0,024	0,028	0,032
Напор , м	22,0	21,5	20,5	18,0	14,5	11,5	8,0	3,0	0
Напор , м	22,0	21,5	20,5	18,0	14,5	11,5	8,0	3,0	0

16. 
    К ранее построенным характеристики сети и напорной характеристики одного насоса в той же координатной сетке (см. рис. 2) строим новую напорную характеристику насоса (см. рис. 5).
    

17. 
    Используя метод наложения характеристик, определяем фактический рабочий режим центробежного насоса на новом режиме ( ).
    

Для этого по графику рис. 5 определяем точку пересечения характеристик ( ), а проекции этой точки на координатные оси определяют рабочие параметры параллельно работающих насосов:

;



Определяем расход через один насос в условиях совместной работы:



и создаваемый напор





Рис. 5. Характеристика совместной работы двух параллельно
включенных насосов в гидравлическую сеть. На графике приведены:

характеристика сети (синяя линия),

напорная характеристика одного насоса (красная линия),

напорная характеристика двух параллельно включенных насосов (фиолетовая линия).

Точка 3 характеризует рабочие параметры одного насоса, работающего параллельно с другим на одну сеть.
По графику рис. 3б определяем КПД насоса для фактического расхода в при для одного насоса:





Рис. 3б. Зависимость КПД насоса от расхода (режимы 1и 3).
Вычисляем мощность, потребляемую одним насосом при совместной параллельной работе на одну сеть по формуле:



где плотность воды при заданной температуре .



Отношение мощностей в рабочих точках 2 и 1 равно:



Далее вычисляем потери напора во всасывающей линии для фактического расхода , который находится по формулам





где ;

(пересчитали для найденного


Вычисляем значение допустимой геометрической высоты всасывания для точки 3:



где нормальное барометрическое давление;

давление насыщенных паров воды при температуре (см. таблицу 3);

коэффициент кавитационной быстроходности ц/б насоса.

скорость вращения рабочего колеса, ;







Практически совпадает с заданной фактической высотой всасывания
Результаты сравнения двух режимов работы — номинального режима одного насоса (режим 1) и двух параллельно включенных в одну сеть
(режим 3) представлены в таблице 9.

Таблица 9.

Сравнение параметров работы ц/б насоса в рабочих точках 1 и 3

Параметр	Номинальный режим (1)	Насос при совместной параллельной работе с другим насосом на общую сеть (3)
Число оборотов n, об/мин	2200	1760
Расход Q, л/с	7,65	5,05
Напор H, м	15	19,3
Мощность насоса N, Вт	1657	1752
КПД насоса, %	67,1	53,9
Потери напора во всасывающей линии , м	0,147	0,0647
Допустимая геометрическая высота всасывания , м	9,025	9,109

Выводы:

В ходе расчета были получены следующие параметры гидросистемы:

1. 
   рабочий режим системы (расход и напор насоса):
   

2. 
   мощность, потребляемая насосом в рабочем режиме ;
   
3. 
   допустимая геометрическая высота всасывания ;
   
4. 
   при уменьшении скорости вращения рабочего колеса на 20 % расход насоса также уменьшился и составил (см. таблицу 7)
   

что составляет 62,75% от номинального;

напор сети также уменьшился (см. таблицу 7) до величины



что составляет 76,8% от номинального;

мощность насоса при этом понизилась и стала равной (см. таблицу 7)



что составляет 62,18% от номинального;

5. 
   при одновременном параллельном включении двух одинаковых насосов расход одного насоса уменьшился и составил (см. таблицу 9)
   

что составляет 66,01% от номинального;

напор сети увеличился (см. таблицу 9) до величины



что составляет 128,67% от номинального;

мощность насоса при этом возросла и стала равной (см. таблицу 9)



что составляет 105,74% от номинальной.

Модуль 2 «Газодинамика»

«Газодинамический расчёт сопла Лаваля»
Сопло Лаваля имеет широкое применение, являясь составной частью реактивных двигателей, сопловых аппаратов некоторых турбин, сверхзвуковых аэродинамических труб и т.д. Сопло Лаваля преобразует потенциальную энергию потока газа в кинетическую.
Исходные данные:

Имеется сопло Лаваля (рис. 1), имеющее конфузорную и диффузорную части с заданными углами раствора дозвуковой и сверхзвуковой частей. Заданы входные параметры газ и тип газа.



Рис. 1. Сопло Лаваля.
Таблица 1

Исходные данные для расчёта. Вариант 6.

Газ	СО2
Массовый расход жидкости, , кг/с	10,5
Параметры торможения , МПа; , К	8 515
Скорость входа газа , м/с	175
Углы раствора: дозвуковой части	75º
Углы раствора: сверхзвуковой части	35º
Давление на срезе сопла , МПа	0,002