Значения потребных напоров

Q, м3 /с	H пр, м
0,001	1,29
0,002	5,17
0,003	11,63
0,004	20,68

 

Строим линию подобных режимов работы насоса. На пересечении H _пр с H_H в точке С находим значение Q _пр = 3,5×10^-3 м³ /с.

Можно записать:

;

.

Задача 4

Подобрать насос для перекачивания воды при температуре 20°С из открытой емкости в бак с избыточным давлением 0,1 МПа.

Расход  воды  Q = 1,2×10^-2 м³/с.  Геометрическая  высота подъема воды 15 м.

Длина  всасывающего  трубопровода  10 м,  длина  нагнетающего трубопровода

40 м. На нагнетающем трубопроводе имеются два отвода под углом 120°, десять отводов под углом 90° с радиусом поворота, равным шести диаметрам трубы, и два нормальных вентиля. На всасывающем трубопроводе установлены два прямоточных вентиля, имеется четыре отвода под углом 90° с радиусом поворота, равным шести диаметрам трубы.

Определить предельную высоту установки насоса над уровнем воды в емкости.

Варианты заданий представлены в табл. 9.

Решение

Выбор трубы

При перекачивании жидкости насосами рекомендуют во всасывающих трубопроводах принимать скорость движения жидкости V = 0,8 ÷ 2,0 м/c; в нагнетающих трубопроводах - от 1,5 ÷ 3,0 м/c до 5,0 ÷ 10,0 м/c. При этом обеспечивается близкий к оптимальному диаметр трубопровода.

Примем скорость воды в трубопроводах, равную 2 м/с.

Внутренний диаметр трубопровода

= 0,088 м.

Выбираем по приложению табл. П.3 стальную трубу диаметром 95 мм, толщиной стенки 4 мм. Внутренний диаметр трубы d = 0,087 м. Уточняем скорость воды в трубе:

V = 2,02 м/с.

2. Определение потерь напора на трение и местных потерь

Re =  = 174500 > 2320.

Режим течения в трубопроводе - турбулентный.

Примем, что коррозия трубы незначительна.

Абсолютная эквивалентная шероховатость трубы равна ∆ = 2×10^-4 м (см приложение, табл. П.5).

Относительная шероховатость

е = = 0,0023.

 Для гидравлически гладких труб:

 = 4350;

для границы области автомодельности:

= 244000.

В нашем случае число Rе = 174500.

Так как 4350<Rе<244000, то трубопровод работает в переходной области сопротивления.

Тогда по формуле Альтшуля

l = 0,11  = 0,025.

Коэффициенты местных сопротивлений определяются по справочникам. Можно использовать учебное пособие [4].

Всасывающий трубопровод:

- вход в трубу ;

- для прямоточного вентиля , поправочный коэффициент k = 0,925 (  и k определяются интерполяцией),

- отводы: коэффициенты А = 1, В = 0,09; .

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на всасывающем трубопроводе:

.

Потери напора во всасывающем трубопроводе

h _вс. = (l = 0,99 м.

Нагнетающий трубопровод:

- отводы под углом 120°: А = 1,17; В = 0,09;

- отводы под углом 90°:

- нормальные вентили: для d = 0,087м,  (определяется интерполяцией);

- выход из трубопровода:  

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на нагнетающем трубопроводе

.

Потери напора в нагнетающем трубопроводе

h _нагн. = = 4,51 м.

Общие потери напора

h _пот. = h _вс. + h _нагн. = 0,99 + 4,51 = 5,5 м.

3. Определение потребного напора и выбор насоса

H _н =  + H _г + h _пот. =  + 15 + 5,5 = 30,7 м.

При заданной производительности такой напор обеспечивает одноступенчатый центробежный насос.

Полезная мощность насоса

N _пол. = r gQH _н = 998×9,81×0,012×30,7 = 3606 Вт = 3,61 кВт.

Мощность на валу двигателя

N = =  = 6,02 кВт.

Из табл. П.4 приложения находим, что заданной подаче и полученному напору лучше соответствует центробежный насос марки X45/31, для которого при

оптимальных условиях работы Q = 1,25×10^-2 м³/с, H = 31 м, h _н. = 0,6.

Насос обеспечен электродвигателем ВАО-52-2 номинальной мощностью N = 13 кВт, η_дв. = 0,87; частота вращения вала n = 48,3 с^-1 .

4. Определение предельной высоты всасывания

Запас напора на кавитацию

h _з = 0,3 (Qn² )^2/3 = 0,3(0,012×48,3² )^2/3 = 2,77 м.

По табл. П.2 приложения находим, что для воды при t = 20° С давление насыщенного пара p _н.п. = 2,35×10³ Па.

Высота всасывания (предельная высота расположения насоса) не должна превышать значения

H _вс.<H _пред.= ( =

= 2,77) = 6,0 м.

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 6

Варианты заданий к задаче 1

 

Варианты	Q, л/с	m	L1, м	d1, м	L2, м	d2, м
1	0, 32	160	1,01	0,01	2,01	0,007
2	0, 32	170	1,02	0,01	2,02	0,007
3	0, 32	180	1,03	0,01	2,03	0,007
4	0, 32	190	1,04	0,01	2,04	0,007
5	0, 32	200	1,05	0,01	2,05	0,007
6	0, 32	210	1,06	0,01	2,06	0,008
7	0, 32	220	1,07	0,01	2,07	0,008
8	0, 32	230	1,08	0,01	2,08	0,009
9	0, 32	240	1,09	0,01	2,09	0,009
10	0, 32	250	1,10	0,01	2,10	0,009
11	0, 30	170	1,01	0,012	2,01	0,007
12	0, 30	180	1,02	0,011	2,02	0,007
13	0, 30	190	1,03	0,012	2,03	0,007
14	0, 30	200	1,04	0,011	2,04	0,008
15	0, 30	210	1,05	0,012	2,05	0,008
16	0, 30	220	1,06	0,011	2,06	0,008
17	0, 30	230	1,07	0,012	2,07	0,009
18	0, 30	240	1,08	0,011	2,08	0,009
19	0, 30	250	1,09	0,012	2,09	0,009
20	0, 30	260	1,10	0,011	2,10	0,009
21	0, 33	160	1,01	0,012	2,01	0,007
22	0, 33	170	1,02	0,012	2,02	0,007
23	0, 33	180	1,03	0,012	2,03	0,007
24	0, 33	190	1,04	0,012	2,04	0,008
25	0, 34	200	1,05	0,012	2,05	0,008

Таблица 7

Варианты заданий к задаче 2

 

Варианты	L1, м	L2, м	L, м	d1, мм	d2, мм	d3,  мм	M, кгс/см2	ζз
1	40	80	80	90	57	57	5	3
2	40	70	70	89	45	45	4,8	2,5
3	50	60	60	70	57	56	5,5	1,5
4	50	60	60	70	70	70	6	3
5	100	80	80	70	70	70	13,5	5
6	60	30	30	90	60	60	8	4
7	55	40	40	56	48	48	7	2
8	70	70	70	70	57	56	8,5	5
9	30	20	20	56	48	48	4,5	3,5
10	60	40	50	70	57	45	7,5	2
11	40	80	80	90	57	57	5,2	2,9
12	40	70	70	89	45	45	4,6	2,6
13	50	60	60	70	57	56	5,8	1,3
14	50	60	60	70	70	70	6,2	3,3
15	100	80	80	70	70	70	11,5	5,3
16	60	30	30	90	60	60	8,2	4,2
17	55	40	40	56	48	48	7,2	1,8
18	70	70	70	70	57	56	8,3	5,2
19	30	20	20	56	48	48	4,7	3,7
20	60	40	50	70	57	45	7,3	2,5
21	60	40	50	70	57	45	7,6	2,1
22	40	80	80	90	57	57	5,3	3,1
23	40	70	70	89	45	45	4,4	2,6
24	50	60	60	70	57	56	5,6	1,4
25	50	60	60	70	70	70	6,1	3,1

Таблица 8

Варианты заданий к задаче 3

Варианты	H Р, м	L1, м	d1, мм	∑ζ1	λ1	L2, м	d2, мм	∑ζ2	λ2	M, кгс/см2
1	10	10	100	2	0,025	30	75	12	0,027	0,1
2	5	12	75	3	0,02	25	50	5	0,03	0,6
3	6	15	100	25	0,027	35	80	10	0,02	0,5
4	9	10	110	15	0,02	40	75	3	0,0175	0,2
5	8	14	80	20	0,03	45	60	4	0,025	0,3
6	7	9	90	3	0,026	30	70	6	0,014	0,4
7	4	11	105	4	0,02	20	80	5	0,015	0,7
8	9	15	80	2	0,03	20	75	5	0,017	0,15
9	5	10	120	15	0,02	40	50	10	0,03	0,45
10	7	12	90	25	0,025	25	80	4	0,018	0,4
11	4	15	100	3	0,03	35	60	6	0,025	0,7
12	10	9	105	2	0,026	20	55	5	0,015	0,15
13	8	11	110	15	0,02	35	80	4	0,016	0,35
14	6	9	90	4	0,027	45	70	8	0,02	0,55
15	5	12	100	2	0,03	30	50	3	0,018	0,6
16	9	10	110	25	0,025	40	80	6	0,015	0,2
17	4	11	75	4	0,02	25	60	10	0,03	0,65
18	6	12	100	3	0,03	20	80	7	0,025	0,45
19	7	9	80	2	0,027	30	60	4	0,015	0,3
20	8	12	90	25	0,02	40	75	3	0,03	0,2
21	7	10	100	2	0,026	25	60	4	0,018	0,4
22	10	12	90	15	0,03	20	70	3	0,02	0,25
23	6	15	75	3	0,02	30	50	7	0,03	0,5
24	8	9	110	25	0,027	35	80	5	0,015	0,2
25	5	11	80	4	0,02	45	75	6	0,03	0,6

Таблица 9

Варианты заданий к задаче 4

 

Варианты	НГ, м	L ВС, м	L НАГН., м		Варианты	НГ, м	L ВС, м	L НАГН., м
1	10	5	45		14	57	57	5
2	11	6	44		15	45	45	4,8
3	12	7	43		16	57	56	5,5
4	13	8	42		17	70	70	6
5	14	9	41		18	70	70	13,5
6	15	12	43		19	60	60	8
7	16	11	39		20	48	48	7
8	17	12	38		21	57	56	8,5
9	18	13	37		22	48	48	4,5
10	19	14	36		23	57	45	7,5
11	20	15	35		24	57	57	5,2
12	10	5	45		25	45	45	4,6
13	11	6	44		26	57	56	5,8

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

 

Ниже приведены вопросы для самопроверки, соответствующие программе курса. Экзаменационные билеты содержат 5 вопросов:

1, 2 - физико-механические свойства жидкостей и гидростатика;

3, 4 - гидродинамика;

5- гидромашины и гидропривод.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: