КУРСОВАЯ РАБОТА Расчёт гидравлических систем с насосной подачей жидкости. курсовая. Задание на курсовую работу Рисунок 1 схема гидравлической системы Оборудование насосной установки
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
Задание на курсовую работу  Рисунок 1 – схема гидравлической системы Оборудование насосной установки Насосная установка оборудована: 1. Приемной сеткой с обратным клапаном(точка 0). 2. Насосом(точка 2) центробежного типа. 3. Вентилем(В). 4. Тройником(точка 3). 5. Переходом большего диаметра на меньший(точка 3). 6. Системой трубопроводов 0-1-2, 2-3, 3-5, 3-4-6. 7. Поворотами трубопроводов. Общие данные к расчету 1. Система предназначена для подачи воды на технологические нужды (в точке 6). 2. В системе имеется постоянный отбор воды в точке 5. 3. Основные данные приведены в таблице 1.  Таблица 1 – Основные данные для расчета
Условные обозначения в таблице означают: Z3-6 – высота расположения трубопроводов 3-6 в м Q5 и Q6 – расход воды в точках 5 и 6 в л/с l0-2, l2-3, l3-6 – длина трубопроводов 0-2, 2-3, 3-6 в м d0-3 – диаметр трубопроводов на участке 0-3 в мм d3-6 – диаметр трубопроводов на участке 3-6 в мм Р6 – давление воды перед выходом в точке 6 в бар (абс) ∆ – шероховатость труб в мм Техническое задание на расчет Настоящим заданием требуется выполнить: 1. Расчет потерь напора в трубопроводах. 2. Расчет эффективной мощности и напора насоса. 3. Расчет предельной геометрической высоты всасывания. Подобрать насос. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Содержание
Введение
1 Определение расхода воды на участках
, (4)
,
= 
= 7,64 м/с.
,
= 
= 45,24 м/с.
Re = 
, (5)
,
= 680792,0792.
,
=4031287,1287.
4031287,1287;
= 
= 81,81.
(8)
= 77,7468 м.
, (9)| d, мм | 40 | 50 | 75 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
| ξкл | 12 | 10 | 8,5 | 8 | 6,5 | 5,5 | 4,5 | 3,5 |
Принимаем ξкл = 8
Коэффициент местных потерь при угле поворота 90о принимается в зависимости отношения диаметра трубы к радиусу поворота по осевой линии:
d – диаметр трубопровода; R – радиус поворота.
Рисунок 3 – участок трубопровода с поворотом
Коэффициент местных потерь примем по таблице 4.
Таблица 4 – коэффициент местных потерь
| d/R | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2,0 |
| ξпов | 0,13 | 0,14 | 0,16 | 0,21 | 0,29 | 0,66 | 0,98 | 1,41 | 1,98 |
Принимаем ξпов = 0,29
Коэффициент потерь с прямым шпинделем в открытом положении:
ξв = 3÷5,5
Принимаем ξв = 4
Подставляем коэффициенты потерь в формулу (6), получим:
hм0-3 =
= 36,56 м.Подставим потери на трение и местные потери в формулу (6), получим:
h0-3 = 77,7468 + 36,56281 = 114,31 м.
Для определения потерь на участке 3-6 воспользуемся формулами:
h3-6 = hтр3-6 + hм3-6 , (10)
hтр3-6 =
(11)hтр3-6 =
= 2239,29 м.Местные потери на участке 3-6 складываются из потерь в тройнике(на рисунке 1 в точке 3), потерь на поворот 90о(точка 4). В нашем случае потерь в тройнике нет, так как переход из трубы диаметром 50мм осуществляется в трубу диаметром 50мм. Коэффициент местных потерь при проходе через тройник с поворотом на 90о равен 1,5. Коэффициент местного сопротивления на внезапное сужение трубопровода равен 0, а на поворот как на участке 0-3 и поэтому потери напора на участке 3-6:
hм3-6 = (ξтр + ξсуж + ξпов)˖
, (12)ξтр = 8; ξсуж = 0; ξпов = 0,29.
Подставим в формулу (12), получим:
hм3-6 = (8 + 0 + 0,29)˖
= 5,31 м.Подставим потери на трение и местные потери в формулу (10), получим:
h3-6 = 2239,29 + 5,31 = 2244,6 м.
Потери, м, на участке 0-6 складываются из потерь на участках 0-3 и 3-6:
h0-6 = h0-6 + h3-6 , (13)
h0-6 = 114,31 + 2244,6 = 2358,91 м.
6 Определение эффективного напора насоса
Эффективный напор определяется на:
1. Геометрический подъем жидкости z6 – z0;
2. На определение разности давления в начале и конце трубопровода
;3. На компенсацию всех видов гидравлеческих потерь трубопровода hпот, м.
hпот = 88,87 м.
4. На создание разности скоростных напоров на выходе и входе системы
;Поскольку скорость жидкости не меняется, то ω0=0
Коэффициент неравномерности α6=1
Расчитаем эффективный напор насоса, м, по формуле:
Hэ = (z6 – z0) +
+ hпот + 
, (13)ρ = 993 кг/м3.
Принимаем z6 = z3-6 = 7 м; z0 = 0 ; P6 = 4˖105 Па; Pa = 105 Па; ω6 = ω3-6 = 45,24 м/с.
Подставим эти значения в формулу (13), получим:
Hэ = (7 – 0) +
+ 88,87 + 
= 230,98 м.7 Подбор насоса
По расчитаной эффективной мощности подбираем насос ЦНС 38–132
Подача: Q = 38 м3/ч; напор: H =
м; частота вращения 3000 об/мин; допускаемый кавитационный запас: ∆hдоп = 3,6 м; кпд: η = 69%; масса не более 259 кг.8 Определение геометрической высоты всасывания
Для определения геометрической высоты всасывания составляем уравнение Бернулли для сечений 0-0 и 0-2:
Принимаем ω0=0, так как уровень не изменяется; отсюда:
Вакуумметрическую высоту всасывания, м, определяем по формуле:
Таблица 4 –Давление парообразования жидкости в зависимости от температуры
| toC | 0,01 | 10 | 20 | 30 | 50 | 85 | 100 |
| РПО, бар | 0,0061 | 0,0123 | 0,0234 | 0,0424 | 0,1234 | 0,578 | 1,013 |
Принимаем РПО = 0,0829 бар = 0,0829˖105 Па; ∆hдоп = 3,6 м.
Подставляем в формулу (15), получим:
Потери напора, м, на участке 0-2 складываются из местных потерь и потерь на трение по длине трубы:
Предельная геометрическая высота всасывания:
Принимаем диаметр трубы d = 60 мм, в результате расчетов получим:
Это означает, что расстояние до вертикали от поверхности воды водоема до оси насоса не должно превышать 5,5 мм.
9 Определение эффективной мощности насоса и мощности его привода
Эффективную мощность насоса определим по следующей формуле:
Nэ = Hэ·Qэ·ρ·g, (19)
Принимаем Hэ = 111,06 м; Qэ = Q0-3 = 14·10-3 м3/с.
Подставим в формулу (19), получим:
Nэ = 111,06·14·10-3·993·9,81 = 15146,2 Вт ≈ 15кВт.
Для определения мощности привода необходимо знать к.п.д. насоса:
Принимаем Nэ = 15 кВт; η = 0,69; получим:
Список литературы
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: -М.:«Химия», 1973. -752 с.;
2. Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам;
3. Смайлов С.А., Кувшинов К.А.С00 Механика жидкости и газа: учебное пособие/С.А.Смайлов, К.А. Кувшинов; Томский политехнический университет.−Томск:Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 12 с.
4. Интернет-портал о строительных и инженерных технологиях: [Электронный ресурс]. URL: http://gost.stroysss.ru/gost/7197_10407-88.html. (Дата обращения 03.12.14);
5. Компания «ЭНЕРГОСНАБКОМПЛЕКТ»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.esbk.ru/products_info/nasos/205_nasos_goriz_ms_CNS/nasos_cns_38_132.html. (Дата обращения 26.11.14).
Приложение 1
НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ СЕКЦИОННЫЕ
ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
ГОСТ 10407-88
| НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ СЕКЦИОННЫЕ Типы и основные параметры Centrifugal multistage segmental pumps. Types and basic parameters | ГОСТ 10407-88 |
Дата введения 01.01.90
Настоящий стандарт распространяется на центробежные многоступенчатые секционные насосы, предназначенные для перекачивания воды, и устанавливает типы насосов в зависимости от свойств перекачиваемой воды и их основные параметры.
1. Насосы должны изготавливаться следующих типов:
ЦНС - насосы для перекачивания воды, имеющей водородный показатель рН 7 - 8,5, с массовой долей механических примесей не более 0,1 %, размером твердых частиц не более 0,1 мм, микротвердостью не более 1,47 ГПа, температурой не более 318 К (45 °С);
ЦНСг - то же, с температурой не более 378 К (105 °С);
ЦНСс - насосы в однокорпусном исполнении для перекачивания агрессивных нефтепромысловых вод, в том числе сероводородосодержащих с массовой долей механических примесей не более 0,1 %, размером твердых частиц не более 0,1 мм, микротвердостью не более 1,47 ГПа, температурой не более 333 К (60 °С);
ЦНс - то же, в двухкорпусном исполнении.
2. Насосы должны изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения при эксплуатации 4 по ГОСТ 15150-69.
3. Основные параметры насосов для номинального режима должны соответствовать указанным в таблице.
| Типоразмер | Код ОКП | Подача, Q | Напор Н, м (предельное отклонение  ) | Частота вращения (синхронная) | Допускаемый кавитационный запас, м, не более | КПД, %, не менее | Масса, кг, не более | |||||
| м3/с | м3/ч | с-1 | об/мин | |||||||||
| ЦНС 38-44 (ЦНСг 38-44) | 36 3113 0800 (36 3113 2500) | 0,0106 | 38 | 44 | 53 | 3000 | 3,6 | 67 | 178 | |||
| ЦНС 38-66 (ЦНСг 38-66) | 3:6 3113 0810 (36 3113 2510) | 66 | 198 | |||||||||
| ЦНС 38-88 (ЦНСг 38-88) | 36 3113 0820 (36 3113 2520) | 88 | 219 | |||||||||
| ЦНС 38-110 (ЦНСг 38-110) | 36 3113 0830 (36 3113 2530) | 110 | 69 | 239 | ||||||||
| ЦНС 38-132 (ЦНСг 38-132) | 36 3113 0840 (36 3113 2540) | 132 | 259 | |||||||||
| ЦНС 38-154 (ЦНСг 38-154) | 36 3113 0850 (36 3113 2550) | 154 | 28,0 | |||||||||
| ЦНС 38-176 (ЦНСг 38-176) | 36 3113 0860 (36 3113 2560) | 176 | 300 | |||||||||
| ЦНС 38-198 (ЦНСг 38-198) | 36 3113 0870 (36 3113 2570) | 19i8 | 321 | |||||||||
| ЦНС 38-220 (ЦНСг 38-220) | 36 3113 0880 (36 3113 2580) | 220 | 341 | |||||||||
| ЦНС 60-66 (ЦНСг 60-66) | 36 3113 5610 (36 3113 2590) | 0,0167 | 60 | 66 | 50 | 3000 | 4,5 | 69 | 209 | |||
| ЦНС 60-99 (ЦНСг 60-99) | 36 3113 5620 (36 3113 2600) | 99 | 233 | |||||||||
| ЦНС 60-132(ЦНСг 60-132) | 3.6 3,113 5630 (36 3113 2610) | 132 | 258 | |||||||||
| ЦНС 60-165(ЦНСг 60-165) | 3,6 3113 5640 (36 3113 2620) | 165 | 71 | 282 | ||||||||
| ЦНС 60-198 (ЦНСг 60-198) | 36 3113 5650 (36 3113 2630) | 198 | 3,05, | |||||||||
| ЦНС 60-231 (ЦНСг 60-231) | 36 3113 5660 (36 3113 2640) | 231 | 331 | |||||||||
| ЦНС 60-264 (ЦНСг 60-264) | 36 3113 5680 (36 3113 2650) | 264 | 356 | |||||||||
| ЦНС 60-297 (ЦНСг 60-297) | 36 3113 5690 (36 3113 2660) | 297 | 380 | |||||||||
| ЦНС 60-330 (ЦНСг 60-330) | 36 3113 5700 (36 3113 2670) | 330 | 405 | |||||||||
| ЦНс 63-10000 | | 0,0175 | 63 | 1000 | 78 | 4380 | 12 | 55 | 2800 | |||
| ЦНс 63-1500 | 0,0175 | 63 | 1500 | 86,2 | 5170 | 15 | 54 | 2800 | ||||
| ЦНс 63-2000 | 0,0175 | 63 | 2000 | 96,2 | 5770 | 15 | 53 | 2800 | ||||
| ЦНс 63-3000 | 0,0175 | 63 | 3000 | 116,3 | 6980 | 22 | 52 | 2800 | ||||
| ЦНс 105-1000 | 0,0292 | 105 | 1000 | 61,3 | 3680 | 12 | 67 | 2800 | ||||
| ЦHc 105-1500 | 0,0292 | 105 | 1500 | 73 | 4080 | 15 | 66 | 2800 | ||||
| ЦНс 105-2000 | 0,0292 | 105 | 2000 | 86,2 | 5170 | 18 | 63 | 2800 | ||||
| ЦНс 105-3000 | 0,0292 | 105 | 3000 | 96,2 | 5770 | 22 | 60 | 2800 | ||||
| ЦНС 180-1050 | 36 3152 1510 | 0,05 | 180 | 1050 | 50 | 3000 | 7 | 73 | 3200 | |||
| ЦНС 180-1422 | 36 3152 1540 | 0,05 | 180 | 1422 | 50 | 3000 | 7 | 73 | 3700 | |||
| ЦHC 180-1900 | 36 3152 1560 | 0,05 | 180 | 1900 | 50 | 3000 | 7 | 73 | 4560 | |||
| ЦНСс 180-1050 (ЦНС 180-1050М) | 36 3152 0890 | 0,05 | 180 | 1050 | 50 | 3000 | 7 | 71 | 3300 | |||
| ЦНСс 180-1422 (ЦНС 180-1422М) | 36 3152 3320 | 0,05 | 180 | 1422 | 50 | 3000 | 7 | 71 | 3900 | |||
| ЦНСс 180-1900 (ЦНС 180-1900 М) | 36 3152 3310 | 0,05 | 180 | 1900 | 50 | 3000 | 7 | 71 | 4670 | |||
| ЦНС 500-1040 | 36 3,113 6910 | 0,139 | 500 | 1040 | 50 | 3000 | 16 | 79 | 4410 | |||
| ЦНС 630-1700 (ЦНС 500-1900) | 36 3152 2130 | 0,175 | 630 | 1700 | 50 | 3000 | 16 | 80 | 6910 | |||
| ЦНс 630-1700 | | 0,175 | 630 | 1700 | 50 | 3000 | 14 | 80 | 7000 | |||
Приложение 2
Насос ЦНС 38-132
