Выходные отверстия и брандспойтные насадки

Выброс воды через выходное отверстие рассчитывается по следующей формуле:

Где:

Q — подача в м³/час;
V — скорость в м/сек;
S — Площадь отверстия в м²;
Н — Напор в отверстии в метрах;
g — Ускорение свободного падения (9, 81 м/сек²);
К — Коэффициент выхода 0, 62.

Если выходное отверстие круглое, то практический расход составляет приблизительно 62% от теоретического. При К = 0, 62 имеется упрощенная формула расчета.

В частном случае применения брандсбойной насадки в виде полированного конуса и при коэффициенте нагнетания равном 0, 97, расчет подачи полной струи в зависимости от давления следует делать по следующей формуле:

Найденные параметры выброса верны для наклона в 30° при отсутствии ветра.

Перекачивание вязких жидкостей

Кривые характеристик насосов приводятся в отношении воды с кинематической вязкостью равной примерно 1 cSt. Увеличение вязкости сказывается на работе насосов, поэтому в случае перекачивания вязкой жидкости следует применить поправочные коэффициенты в отношении подачи, высоты и производительности насоса, чтобы найти значения эквивалентные воде:

· при значениях ниже 43 cSt напор и высота существенно не снижаются;

· мощность увеличивается, начиная с 4, 3 cSt;

· при увеличении потерь напора при всасывании следует использовать насосы с низким требуемым кавитационным запасом NPSH;

· как правило, поправочные коэффициенты, вычисленные по графикам, достаточно точны и пригодны для расчетов.

Ограниченные возможности графиков

1. Графики применимы исключительно к насосам с открытой рабочей частью или с закрытой рабочей частью радиального типа. Ими нельзя пользоваться при расчетах для насосов двустороннего входа или осевого типа.

2. В многоступенчатых насосах для расчета надо брать высоту одного рабочего колеса, расчет будет приблизительным, так как есть дополнительные потери между ступенями.

3. В насосах с двухсторонним входом для расчета следует брать половину подачи.

4. В случае, если рабочая жидкость обладает повышенной вязкостью, рекомендуется просчитать расход насоса в эксплуатации, чтобы определиться с типом насоса, так как производительность центробежных насосов в этих условиях очень низкая.

5. Поправочные коэффициенты действительны только для однородных жидкостей и не годятся для желеобразных жидкостей, бумажной массы, жидкостей с твердыми или волокнистыми включениями и тому подобное.

Пример применения

· если известны значения подачи и высота подъема вязкой жидкости, следует обратиться к графику и найти поправочные коэффициенты;

· располагая этими данными, можно определить соответствующие значения для воды и выбрать насос;

· используя кривую характеристики для воды и применив соответствующие коэффициенты, получаем новые значения для вязкой жидкости.

Рассчитать параметры насоса, способного при подаче в 150 м³/час поднять вязкую жидкость на высоту 28, 5 mса.

Вязкость 200 cSt, удельный вес 0, 9 кг/дм³.

Чтобы найти поправочный коэффициент, используйте кривую 1, 0 х Q:

fQ = 0, 95 fH = 0, 91 fη = 0, 62

Найдя коэффициенты, рассчитаем значения для воды:

Q = 150/0, 95 = 158 m ³ /h
Н = 28, 5/0, 91 = 31, 3 mca

Исходя из полученных величин, выберем насос типа FNF 80-160 с диаметром 173 мм, совершающий 2.900 оборотов в минуту; по кривой для воды, определим величину подачи, высоту нагнетания и производительность.

Применив различные поправочные коэффициенты, получим новые условия эксплуатации насоса для перекачки вязких жидкостей. Ниже приводится график, на котором в краткой форме отображены наши расчеты.

Гидравлический удар

Под гидравлическим ударом понимается повышенное давление, отмечаемое в трубопроводе при любом изменении скорости жидкости, циркулирующей по трубам, (при открытии или закрытии клапана, запуске или остановке насоса и т. д), в результате которого происходит изменение кинетической энергии движущейся жидкости. При остановке насоса гидравлический удар проявляется вначале появлением разрежения, за которым следует резкое повышение давления. Время остановки Т равняется времени, прошедшему с момента прекращения подачи энергии, открытия или закрытия клапана и до момента прекращения циркуляции жидкости. Формула Mendiluce позволяет нам рассчитать время остановки с достаточно высокой степенью точности:

Где:

L — протяженность трубопровода (т);
V — Скорость жидкости (м/сек);
g — скорость свободного падения (м/сек²);
Hm — Манометрическая высота (mса).

Для плоскостей с углом наклона более 50% следует применять особые меры предосторожности при вычисления силы гидравлического удара; рекомендуется применять только формулу Allievi, так как в подобных случаях остановка происходит слишком резко. Не забудьте, что манометрическая высота при расчете Т замеряется непосредственно за насосом и, следовательно, надо учитывать глубину уровня зеркала воды в скважине, когда речь идет о погружных насосах. L. Allievi пришел к выводу, что гидравлический удар вызывает колебания, которые распространяются по всей длине трубопровода со скоростью, равной:

Где:

а — скорость распространения (м/сек);
D — диаметр труб (мм);
е — толщина стенок труб (мм).

Коэффициент К представляет в основном эффект инерции в движущихся частях насоса и его величины варьируются в зависимости от длины линии нагнетания.

Коэффициент С выведен опытным путем и зависит от наклона (Нm/L)

Подсчет К₁:
К1 = 10 10/ E

Где Е — коэффициент эластичности труб (кг/м²).

Практические значения К, для труб из разных материалов:

Сталь — 0, 5;
Чугун — 1;
Цемент — 5;
Фиброцемент — 5, 5;
Полиэстер — 6, 6;
ПВХ — 33, 3.

В работах по гидравлике рекомендуется для расчета сверхдавления использовать следующие формулы:

и, следовательно, необходимо применять формулу Allievi, если круговое перемещение воды продолжается, всегда есть промежуточная точка, для которой будет верно

и к этой зоне следует применить формулу Michaud.

Максимальное давление будет равно сумме статического давления или геометрической высоты и максимального превышения давления + Δ Н.

Н max = Hg +Δ Н

Минимальное давление будет равно разнице между статическим давлением или геометрической высотой и минимальным превышением давления — Δ Н.

Н min = Hg — Δ Н

Как при длинных, так и при коротких линиях нагнетания гидравлический удар может достичь значений, превышающих статическое давление и, следовательно, в трубопроводе происходит разрежение и давление падает ниже атмосферного, что может привести к разрыву трубы. Следует упомянуть, что обычно трубопровод рассчитан с таким запасом прочности, чтобы выдерживать разрежение около 1 кг/см², то есть много выше, чем это бывает на практике.

Защита от гидравлического удара

Гидравлический удар можно ослабить или избежать, применив специальные устройства, такие как, например:

· инерционные круги;

· уравновешивающие отводы;

· воздушные баки;

· жидкостные амортизаторы;

· предохранительный клапан;

· вантузы;

· обратные клапаны;

· обратные клапаны с переходниками;

· обратные клапаны противовихревые.

В какой-то степени устранить удар помогают статические пускатели, которые меняют скорость потока

Выбор силового кабеля

При выборе силового кабеля следует учитывать следующие факторы:

· максимально допустимая сила тока для проводников из меди с изоляцией из EPDM, согласно нормам для низкого напряжения (ННН).

· максимальное падание напряжения не должно превышать 3% от величины номинального напряжения.

· температура окр. среды 40 °С.

Расчет делается по следующим формулам:

Где:

S — сечение кабеля в мм²;
I — номинальная сила тока двигателя в амперах;
L — длина кабеля в метрах;
cos φ — коэффициент мощности при полной нагрузке;
Δ U — Падение напряжения в сети на 3%.

Пример: для 230 V = 6, 9 V
для 400 V= 12 V
С — Электропроводимость (56 м/мм² для Сu и 34 м/мм² для AI).

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: