Расчёт насосной установки. Насос. Содержание Расчет насосной установки 3 Расчет насосной установки
![]()
|
![]() СодержаниеРасчет насосной установки 3 Расчет насосной установкиЗадание: 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
Виды местных сопротивлений в трубопроводной сети представлены в таблице 13. Таблица 13 – Местные сопротивления в трубопроводе
Определение диаметра трубопровода всасывающей и нагнетательной линии Расчет внутреннего диаметра трубопровода выполняем отдельно для всасывающей и нагнетательной (напорной) линии по формуле: ![]() где ![]() ![]() При этом скорость движения жидкости ![]() ![]() ![]() ![]() расчетный диаметр ![]() ![]() Действительный диаметр трубы выбираем из ряда размеров труб выпускаемых промышленностью. Затем внутренние диаметры труб всасывающей и нагнетательной линии рассчитываем по формуле: ![]() где ![]() ![]() ![]() Выбираем стандартный размер всасывающего трубопровода ![]() ![]() ![]() Выбираем стандартный размер нагнетательного трубопровода ![]() ![]() ![]() Определение истинной скорости движения жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах Скорость движения жидкости ![]() ![]() По принятому действительному диаметру ![]() ![]() ![]() По принятому действительному диаметру ![]() ![]() ![]() Определение режима движения жидкости в трубопроводах Режим движения жидкости определяем по значению критерия Рейнольдса ![]() ![]() где ![]() ![]() По справочным данным определяем плотность ![]() ![]() ![]() ![]() Тогда для всасывающей линии: ![]() Т.к. ![]() Для нагнетательной линии: ![]() Т.к. ![]() Расчет коэффициентов трения для нагнетательного и всасывающего трубопроводов Так как в обоих трубопроводах ![]() ![]() Рассчитываем коэффициент трения по формуле А.Д. Альтшуля: ![]() где ![]() Выбираем для трубопроводов стальные цельносварные трубы с незначительной коррозией. Тогда, согласно справочным данным, абсолютная величина эквивалентной шероховатости составит ![]() ![]() для нагнетательного трубопровода: ![]() Определение потерь напора во всасывающем трубопроводе Расчет потерь напора в трубопроводе всасывания определяем по формуле: ![]() где ![]() ![]() 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: ![]() где ![]() ![]() 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: ![]() где ![]() ![]() ![]() Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода всасывания ![]() Для поворота на 90° ![]() ![]() ![]() ![]() Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода будет равна: ![]() Тогда потери напора во всасывающей линии составят: ![]() Определение допустимого кавитационного запаса Допустимый кавитационный запас увеличивают по сравнению с критическим на 20-30 %. Тогда ![]() где ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() Частоту вращения ![]() ![]() Тогда критический кавитационный запас составит: ![]() Увеличим допустимый кавитационный запас по сравнению с критическим на 25 %. Тогда ![]() Определение высоты установки насоса (допустимой высоты всасывания) Допустимую высоту всасывания ![]() ![]() где ![]() Давление насыщенных паров гексана при 60 °C составляет 77500 Па. Тогда высота установки насоса будет равна: ![]() 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: ![]() где ![]() ![]() По справочным данным определяем значения коэффициентов местных сопротивлений. Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода ![]() ![]() Для задвижки с диаметром проходного сечения 149 мм ![]() Для выхода из трубы ![]() Тогда ![]() Потери напора в нагнетательном трубопроводе определяем по формуле: ![]() где ![]() Длина нагнетательной линии равна разности общей длины трубопровода ![]() ![]() ![]() Тогда потери напора в нагнетательном трубопроводе равны: ![]() Расчет потребного напора Потребный напор определяем по формуле: ![]() 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 ![]() ![]() ![]() ![]() Построение кривой потребного напора Определяем статический напор по формуле: ![]() Определяем потери напора в трубопроводе по формуле: ![]() Так как ![]() ![]() ![]() 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: ![]() Данные для построения кривой потребного напора представлены в таблице 14. Таблица 14 – Данные для построения кривой потребного напора
График зависимости потребного напора от расхода жидкости представлен на рисунке 15. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рисунок 15 – Кривая потребного напора 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
Данные для построения характеристики ![]() Таблица 16 – Данные для построения характеристики ![]()
![]() ![]() 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 ![]() ![]() ![]() При этой подаче напор насоса составит ![]() ![]() Расчет установочной мощности насоса Рассчитываем мощность на валу двигателя по формуле: ![]() Полагая, что для лопастных насосов промежуточная передача между двигателем и насосом отсутствует, а коэффициент полезного действия соединительной муфты можно принять равным ![]() ![]() ![]() С учетом возможности пусковых перегрузок при включении насоса в работу установочную мощность двигателя принимаем больше номинальной: ![]() где ![]() Так как ![]() ![]() ![]() |