Выбор центробежного насоса для заданных условий работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбор центробежного насоса для заданных условий работы

Подобрать насос для подачи воды из приемного водоема в напорный резервуар. Геометрическая высота подачи Н_г=z₂-z₁=15 м. Абсолютное давление на свободной поверхности в водоеме р₁=98,1 кПа; в напорном резервуаре р₂=200 кПа. Подача воды составляет Q=0,07 м³/с. Диаметр всасывающего трубопровода d_вс=300 мм; длина линии всасывания L_вс=5 м. Местные сопротивления на всасывающем трубопроводе: приемный клапан с защитной сеткой ж_п.к.=6; два отвод (колено) - ж_отв=0,8; монтажная задвижка (полностью открытая) ж_задв=0,1. Диаметр напорного трубопровода d_н=200 мм, длина L_н=80 м. Местные сопротивления на напорном трубопроводе: регулирующая задвижка (полностью открытая) ж_задв=0,1; три отвода - ж_отв=1,2; водомерная диафрагма внутри трубы с отношением площадей 0,6 - ж_диафр=2; выход в бак под уровень - ж_вых=1. Шероховатость труб - ?_э=0,14 мм. Температура воды 12^оС.

Исходные данные

Полученные результаты

Принципиальная схема насосной установки: 1 - расходный резервуар; 2 - фильтр; 3 - обратный (приемный) клапан; 4 - электродвигатель; 5 - насос; 6 - регулирующая задвижка; 7 - напорный резервуар; 8 - водомерная диафрагма; 9 - манометр; 10 - вакуумметр; 11 - монтажная задвижка

Гидравлический расчет трубопроводной системы насосной установки.

Найдем средние скорости:

на линии всасывания

на напорной линии

Определим режим движения, для чего вычислим число Рейнольдса:

Re_вс= = = 2,17*10^5;

Re_н= = = 3,25*10⁵;

Таким образом, режим движения на линии всасывания и нагнетания - турбулентный.

Определим коэффициент трения по длине, используя обобщенную формулу: л= ^0.25, тогда

л_вс= ^0.25= 0,0184; л_н= ^0.25= 0,0191;

Определим суммарные гидравлические потери в системе:

Уh_w = + + + = + = + = + = 691,53 Q²

Определим потенциальную (статическую) часть напора сети:

= = 25,4 м

Запишем уравнение характеристики сети:

= 25,4 + Q²;

При требуемой по условию задачи подаче Q=70 л/с потребный напор составит: = 24,5 + = 28,8 м вод ст.

По сводному графику рабочих полей лопастных насосов устанавливаем, что напор Н=28,8 м и подачу Q=70 л/с обеспечивает насос типа К290/30 при n=1450 об/мин.

Строим характеристику сети, для этого вычисляем H_сети задаваясь величинами Q:

Строим характеристику насоса

Нанесем данные таблицы на график с характеристикой насоса. Точка пересечения характеристики сети =?(Q) c характеристикой насоса =?(Q) есть рабочая точка данной насосной установки.

H_а=29 м, Q_а= 77 л/с - рабочая точка лежит в рабочей зоне, следовательно насос выбран правильно.

Определение параметров рабочей точки при параллельном и последовательном соединении двух одинаковых (выбранных) насосов.

Последовательное соединение

характеристика насоса

характеристика сети

Параллельное соединение

характеристика насоса

характеристика сети

Определение напора и мощности при уменьшении подачи на 20% при регулировании следующими способами:

а) дросселированием

Дроссельное регулирование осуществляется введением дополнительного гидравлического сопротивления в напорную линию трубопровода. С этой целью установим в непосредственной близости от насоса дроссель (задвижку).

Тогда характеристика сети будет иметь вид:

Н_сети = Н_ст +Q²

Н_сети = Н_ст + 27406,22Q²

Н_сети = 25.4 + 691,53Q²

Q = 56 л/с => H = 27.6 м вод ст

Мощность

Данный способ очень прост, но ведет к снижению экономичности, т. к. часть создаваемого напора идет на преодоление гидравлических потерь в дросселе.

б) изменением частоты вращения:

Этот способ регулирования приводит к изменению характеристики насоса и, следовательно, рабочего режима.

Произведем пересчет характеристик по формулам подобия, зная что подача уменьшилась на 20%:

частота вращения n₂= 1192 об/мин.

напор насоса:

мощность насоса:

в) обточкой колеса:

Заключается в уменьшении наружного диаметра рабочего колеса.

Для расчета требуемых параметров воспользуемся формулами подобия:

=>

Кавитационный расчет насосов.

Допускаемый кавитационный запас составляет:

= (1,21,3)

Критический кавитационный запас определим по формуле С.С. Руднева:

=^4.3= ^4/3=2,788 м,

насосный установка гидравлический центробежный

Тогда = ;

где n - число оборотов рабочего колеса, об/мин;

Q - подача насоса, м³/с;

C - кавитационный коэффициент быстроходности, равный для обычных насосов С = 1000;

Из условий бескавитационной работы насоса определяется допускаемая геометрическая высота всасывания из открытого резервуара:

,

где

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания при бескавитационной работе насоса и всасывании из открытого резервуара:

.

Библиографический список

1. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.

2. Н.Е. Лаптева ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой «Гидравлика» Научный редактор: доц., канд. техн. наук А.В. Некрасов.

Размещено на Allbest.ru