Главная страница
Навигация по странице:

  • Определение диаметра трубопровода всасывающей и нагнетательной линии

  • Определение истинной скорости движения жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах

  • Определение режима движения жидкости в трубопроводах

  • Расчет коэффициентов трения для нагнетательного и всасывающего трубопроводов

  • Определение потерь напора во всасывающем трубопроводе

  • Определение допустимого кавитационного запаса

  • Определение высоты установки насоса (допустимой высоты всасывания)

  • Определение потерь напора на нагнетательной линии

  • Расчет потребного напора

  • Построение кривой потребного напора

  • Построение совместной характеристики сети и главной характеристики насоса, а также характеристики насоса

  • Расчет установочной мощности насоса

    		•

    Расчёт насосной установки. Насос. Содержание Расчет насосной установки 3 Расчет насосной установки


    Скачать 155.86 Kb.
    НазваниеСодержание Расчет насосной установки 3 Расчет насосной установки
    АнкорРасчёт насосной установки
    Дата17.01.2023
    Размер155.86 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаНасос.docx
    ТипДокументы
    #891646



    Содержание


    Расчет насосной установки 3



    Расчет насосной установки


    Задание:

    Для насосной установки, схема которой представлена на рисунке 14, необходимо:

    • подобрать насос;

    • определить высоту установки насоса (допустимую высоту всасывания);

    • построить совместную характеристику насоса и характеристику сети, а также характеристику ;

    • определить установочную мощность насоса.



    Рисунок 14 – Схема насосной установки

    Исходные данные для расчета представлены в таблице 12.

    Таблица 12 – Исходные данные для расчета

    Перекачиваемая жидкость
    Гексан

    Температура жидкости , °C
    60

    Расход жидкости , л/с
    12

    Геометрическая высота подъема жидкости , м
    18

    Давление в исходном резервуаре , МПа
    0,12

    Давление в приемном резервуаре , МПа
    2,7

    Длина всасывающей линии , м
    10

    Общая длина трубопровода , м
    155

    Виды местных сопротивлений в трубопроводной сети представлены в таблице 13.

    Таблица 13 – Местные сопротивления в трубопроводе

    Вид местного сопротивления
    Количество, шт

    Всасывающая линия

    Обратный клапан с защитной стенкой
    1

    Плавный попорот на 90°
    2

    Нагнетательная линия

    Задвижка (вентиль)
    1

    Плавный поворот на 90° (отвод)
    6

    Выход из трубы
    1



    1. Определение диаметра трубопровода всасывающей и нагнетательной линии


    Расчет внутреннего диаметра трубопровода выполняем отдельно для всасывающей и нагнетательной (напорной) линии по формуле:
    (5.1)
    где – внутренний диаметр трубопровода, м;

    – скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с.
    При этом скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе принимаем равной 0,8 м/с, а скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе – 1,5 м/с. Тогда внутренний диаметр всасывающего трубопровода составит:
    м;
    расчетный диаметр нагнетательного трубопровода составит:
    м.

    Действительный диаметр трубы выбираем из ряда размеров труб выпускаемых промышленностью. Затем внутренние диаметры труб всасывающей и нагнетательной линии рассчитываем по формуле:
    (5.2)
    где – действительный внутренний диаметр трубопровода, м;

    – наружный диаметр трубопровода, м;

    – толщина стенки трубопровода, м.
    Выбираем стандартный размер всасывающего трубопровода
    мм. Тогда действительный внутренний диаметр всасывающего трубопровода будет равен:
    м.
    Выбираем стандартный размер нагнетательного трубопровода
    мм. Тогда действительный внутренний диаметр нагнетательного трубопровода будет равен:
    м.

    1. Определение истинной скорости движения жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах


    Скорость движения жидкости в трубопроводе определяем по формуле:
    (5.3)
    По принятому действительному диаметру трубы пересчитаем скорость жидкости во всасывающей линии:
    м/с.
    По принятому действительному диаметру трубы пересчитаем скорость жидкости в нагнетательной линии:
    м/с.

    1. Определение режима движения жидкости в трубопроводах


    Режим движения жидкости определяем по значению критерия Рейнольдса по формуле:
    (5.4)
    где – плотность перекачиваемой жидкости при заданной температуре, кг/м3;

    – динамический коэффициент вязкости перекачиваемой жидкости при заданной температуре, Па·с.
    По справочным данным определяем плотность и динамический коэффициент вязкости гекана при температуре 60 °С:

    кг/м3 мПа·с
    Тогда для всасывающей линии:

    Т.к. , то режим движения жидкости во всасывающем трубопроводе является турбулентным.
    Для нагнетательной линии:


    Т.к. , то режим движения жидкости в нагнетательном трубопроводе является турбулентным.

    1. Расчет коэффициентов трения для нагнетательного и всасывающего трубопроводов


    Так как в обоих трубопроводах , то коэффициент трения λ является функцией от числа Рейнольдса и относительной шероховатости трубопровода .

    Рассчитываем коэффициент трения по формуле А.Д. Альтшуля:
    (5.5)
    где – эквивалентная шероховатость, мм.

    Выбираем для трубопроводов стальные цельносварные трубы с незначительной коррозией. Тогда, согласно справочным данным, абсолютная величина эквивалентной шероховатости составит мм. Тогда коэффициент трения для всасывающего трубопровода равен:
    ;
    для нагнетательного трубопровода:
    .

    1. Определение потерь напора во всасывающем трубопроводе


    Расчет потерь напора в трубопроводе всасывания определяем по формуле:
    (5.6)
    где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубопроводе всасывания;

    – ускорение свободного падения, м/с2.
    На всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления:

    - 1 обратный клапан;

    - 2 отвода под углом 90°.
    Сумму коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода определяем по формуле:
    (5.7)
    где – коэффициент местного сопротивления для обратного клапана;

    – коэффициент местного сопротивления для отвода на 90°.
    Определяем по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений.

    Для обратного клапана на трубу с диаметром проходного сечения 149 мм .

    Значение коэффициента местного сопротивления для отвода определяется по формуле:
    (5.8)
    где – коэффициент, зависящий от угла поворота трубопровода;

    – коэффициент, зависящий от отношения ,
    Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода всасывания .

    Для поворота на 90° . Для отношения . Поэтому значение коэффициента местного сопротивления для отвода во всасывающей линии равно:
    .
    Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода будет равна:
    .
    Тогда потери напора во всасывающей линии составят:
    м.

    1. Определение допустимого кавитационного запаса


    Допустимый кавитационный запас увеличивают по сравнению с критическим на 20-30 %. Тогда
    (5.9)
    где – допустимый кавитационный запас, м;

    – критический кавитационный запас, м.
    (5.10)
    где – подача насоса, м3/с;

    – частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин.
    Частоту вращения принимаем из ряда синхронных частот вращения асинхронных электродвигателей. Для первоначального расчета принимаем об/мин.

    Тогда критический кавитационный запас составит:
    м.
    Увеличим допустимый кавитационный запас по сравнению с критическим на 25 %. Тогда
    м.


    1. Определение высоты установки насоса (допустимой высоты всасывания)


    Допустимую высоту всасывания рассчитываем по формуле:
    (5.11)
    где – давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при заданной температуре, Па.
    Давление насыщенных паров гексана при 60 °C составляет 77500 Па. Тогда высота установки насоса будет равна:
    м.


    1. Определение потерь напора на нагнетательной линии


    Расчет потерь напора производим аналогично расчету потерь напора во всасывающем трубопроводе.

    На нагнетательной линии имеются следующие местные сопротивления:

    - 1 задвижка;

    - 6 отводов под углом 90°;

    - выход из трубы.

    Сумму коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательного трубопровода рассчитываем следующим образом:
    (5.12)
    где – коэффициент местного сопротивления для задвижки;

    – коэффициент местного сопротивления для выхода из трубы.
    По справочным данным определяем значения коэффициентов местных сопротивлений.

    Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода , тогда
    .
    Для задвижки с диаметром проходного сечения 149 мм .

    Для выхода из трубы .

    Тогда
    .
    Потери напора в нагнетательном трубопроводе определяем по формуле:
    (5.13)
    где – длина нагнетательной линии, м.
    Длина нагнетательной линии равна разности общей длины трубопровода и длины всасывающей линии :
    м. (5.14)
    Тогда потери напора в нагнетательном трубопроводе равны:
    м.


    1. Расчет потребного напора


    Потребный напор определяем по формуле:
    (5.15)


    1. Подбор насоса



    Исходными данными для подбора насоса являются производительность (подача), соответствующая заданному расходу жидкости и потребный напор. Пользуясь сводным графиком подач и напоров, определяем марку насоса. Для этого на график наносим точку с координатами , . Точка с координатами (12 л/с; 19,95 м) лежит чуть ниже рабочего поля насоса 3К-9 с частотой вращения рабочего колеса об/мин, с диаметром рабочего колеса мм.


    1. Построение кривой потребного напора


    Определяем статический напор по формуле:
    м. (5.16)
    Определяем потери напора в трубопроводе по формуле:
    (5.17)
    Так как и , то формула (5.17) приобретает следующий вид:
    (5.18)

    При этом выражение в скобках в формуле (18) есть величина постоянная, численно равная некоторой переменной :

    Определяем значение коэффициента :

    Таким образом, потребный напор при разных производительностях насоса может быть определен как:
    (5.19)
    Данные для построения кривой потребного напора представлены в таблице 14.

    Таблица 14 – Данные для построения кривой потребного напора

    , м3/с
    0
    0,004
    0,006
    0,008
    0,010
    0,012

    , м
    18
    18,22
    18,49
    18,87
    19,35
    19,95


    График зависимости потребного напора от расхода жидкости представлен на рисунке 15.


    , м


    ,

    Рисунок 15 – Кривая потребного напора

    1. Построение совместной характеристики сети и главной характеристики насоса, а также характеристики насоса


    Данные для построения главной характеристики насоса 3К-9 представлены в таблице 15.

    Таблица 15 – Данные для построения главной характеристики насоса

    , м3/с
    0
    0,004
    0,006
    0,008
    0,010
    0,012

    , м
    24
    25
    24,7
    23,75
    22,4
    19,95

    Данные для построения характеристики для насоса 3К-6 представлены в таблице 16.

    Таблица 16 – Данные для построения характеристики

    , м3/с
    0
    0,004
    0,006
    0,008
    0,010
    0,012

    , %
    0
    48
    58,5
    65
    70
    72


    , м
    Все графические построения изображены на рисунке 16.


    В

    , %

    ,


    Рисунок 16 – Характеристика сети и главная характеристика насоса, а также характеристика насоса

    На рисунке 3 изображены следующие кривые: 1 – характеристика сети;
    2 – главная характеристика насоса; 3 – характеристика насоса .

    Точка пересечения главной характеристики насоса и характеристики
    сети – рабочая точка . Этой точке соответствует подача л/с. Для обеспечения заданной подачи л/с осуществлять регулирование подачи насоса не требуется.

    При этой подаче напор насоса составит м, а коэффициент полезного действия насоса %.


    1. Расчет установочной мощности насоса


    Рассчитываем мощность на валу двигателя по формуле:
    кВт (5.20)
    Полагая, что для лопастных насосов промежуточная передача между двигателем и насосом отсутствует, а коэффициент полезного действия соединительной муфты можно принять равным , определяем номинальную мощность двигателя, принимая коэффициент полезного действия двигателя :
    (5.21)

    С учетом возможности пусковых перегрузок при включении насоса в работу установочную мощность двигателя принимаем больше номинальной:
    (5.22)
    где – коэффициент запаса мощности.
    Так как кВт, то принимаем коэффициент запаса мощности . Тогда установочная мощность двигателя составит:
    кВт.

    написать администратору сайта