Розрахунок циркуляційної насосної установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

1. Завдання

2. Розрахунок необхідної подачі насоса Q

3. Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт.ст.)

4. Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса

5. Визначення діаметра зливного трубопроводу

6. Визначення втрат напору в місцевих опорах напірної лінії і їх еквівалентної довжини

7. Визначення різниці показів манометрів pM2 і pM3

8. Розподіл швидкості в нормальному перерізі напірного трубопроводу (переріз 5-5)

9. Визначення величини необхідного тиску на виході насоса і необхідної потужності приводу насоса

10. Розрахунок мінімальної товщини стінки напірного водопроводу

11. Вибір насоса циркуляційної установки

11.1 Побудова характеристики насоса

11.2 Побудова характеристики напірного трубопроводу

11.3 Визначення робочої точки насосної установки

Висновок

Література

Додаток А

Додаток Б

Додаток В

Додаток Г

1. Завдання

Для циркуляційної установки необхідно:

Визначити необхідну подачу насоса.

Визначити перепад напору hвен в ртутному дифманометрі витратоміра Вентурі з діаметром вузького перерізу якого dвен і коефіцієнтом витрати вен.

Визначити геометричну висоту всмоктування насоса H2.

Визначити необхідний діаметр зливного трубопроводу dзл, за умови, що в басейні А рівень H3 - постійний. Розрахунки виконати з використанням ЕОМ. В додатках навести роздруківку програми і результатів розрахунків.

Визначити сумарні втрати напору в місцевих опорах напірної лінії і їх сумарну еквівалентну довжину.

Визначити різницю показів манометрів pМ2 і pМ3.

Обчислити покази диференційного ртутного манометра швидкісної трубки 5, яка встановлена в центрі потоку.

Побудувати епюру розподілу швидкостей в перерізі, де встановлена швидкісна трубка.

Обчислити мінімальну товщину сталевої труби напірної лінії діаметром d, яка б витримувала подвійне підвищення тиску при виникненні прямого гідравлічного удару (труба без шва, матеріал труб - сталь 20).

Визначити корисну потужність насоса.



Рисунок 1.1 - Схема циркуляційної установки

В циркуляційній установці (рис. 1.1) рідина через трубопровід зливається з басейна А в басейн В, звідки насосом подається в проміжний резервуар С і з нього знову зливається в басейн А.

На всмоктувальній лінії насосної установки змонтовані зворотній клапан 1, коліно 2, засувка 3, вакуумметр pВ.

На напірній лінії встановлені манометри pМ1, pМ2, pМ3, швидкісна трубка 5, витратомір 6 і засувка 7. Проміжний резервуар С в дні має зовнішню циліндричну насадку 8.

2. Розрахунок необхідної подачі насоса Q

Рисунок1.2 - Витікання з резервуару через насадку

Оскільки рівень рідини H1 в проміжній ємності С є постійний, то подача насоса Q повинна бути рівна витраті рідини через насадку в дні цієї ємності (Рисунок 1.2):

,

де нас - коефіцієнт витрати насадки - стала величина при турбулентному режимі течії, коли

- площа вихідного перерізу насадки, м2;

g = 9,81 м/с2 - прискорення земного тяжіння.

Знаходимо площу вихідного перерізу насадки діаметром dнас = 50 мм, вмонтованої у дно ємності С:

.

Визначаємо витрату рідини при витіканні через насадку, а, значить, і подачу насоса, якщо :

.

Відповідь: .

3. Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт.ст.)

Рисунок 1.3 - Схема розрахунку витратоміра Вентурі

Витратомір Вентурі складається з двох ділянок послідовного звуження і розширення потоку рідини (Рисунок 1.3). Перепад тиску між перерізами 1-1 і 2-2 у витратомірі залежить від витрати рідини, яка перетікає через нього. Відповідно, витрата рідини може бути визначена через параметри витратоміра Вентурі як:

насос тиск потужність трубопровід

,

де Sвен - площа звуженого перерізу 2-2 у витратомірі;

h = (p1 - p2)/сg - втрати п'єзометричного напору між перерізами 1-1 і 2-2 (див. Рисунок 1.3).

Якщо для вимірювання перепаду напору використовувати ртутний дифманометр, то потрібно враховувати різницю густин ртуті і рідини, яка тече у трубопроводі. Тоді:

.

Звідси

або

.

Щоб знайти перепад напору у витратомірі Вентурі, необхідно знайти площу звуженого перерізу витратоміра Вентурі:

.

Знаходимо покази ртутного дифманометра, що відповідають перепаду напору у витратомірі:

Відповідь: hвен = 251 мм рт.ст.

4. Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса

1 - сітка-фільтр; 2 - зворотний клапан;

3 - плавний поворот (коліно) 90?; 4 - засувка;

ВЦН - відцентровий насос

Рисунок1.4 - Розрахункова схема всмоктувальної лінії насоса

Запишемо рівняння Д.Бернуллі для перерізів 0-0 і 1-1 (Рисунок1.4):

,

де z0 = 0, z1 = hвс - висота розміщення перерізів відносно площини порівняння;

p0 = pат, p1 = pат - pвак - тиск в перерізах;

0 = 0 (бо S0 >> Sвc.труб.), - швидкості в перерізах;

- втрати напору при русі рідини від перерізу 0-0 до перерізу1-1, які складаються з втрат напору на тертя hтер і втрат напору на місцевих опорах hм.о..

Підставимо значення членів рівняння Д.Бернуллі в вихідну формулу і після скорочення на pат розв'яжемо відносно висоти всмоктування hвc = H2, прийнявши, що режим руху турбулентний, і тому значення коефіцієнта Коріоліса 1 = 1:

.

Втрати напору на тертя в місцевих опорах розраховують за формулою:

,

де , задані величини місцевих опорів коробки зі зворотнім клапаном, коліна і засувки.

Втрати напору на тертя по довжині трубопроводу:

.

Коефіцієнт гідравлічних втрат напору на тертя в трубопроводі діаметром d в загальному випадку залежить від режиму течії (числа Re) і еквівалентної шорсткості труб e:

,

а число Re визначається як

,

де - коефіцієнт кінематичної в'язкості води в м2/с. Якщо в Ст = см2/с, то в системі СІ 1Ст = 10-4 м2/с.

Якщо Re (Reкр = 2320), то течія ламінарна і = 64/Re.

Тоді

Якщо Reкр < Re (ReI = 10d/е) (ReI - перше перехідне число Рейнольдса) або Re 105, то це - перша зона турбулентного режиму течії або зона гідравлічно гладких труб, і коефіцієнт гідравлічного тертя вираховується за формулою Блазіуса:

.

Якщо ReI < Re < (ReII = 500d/е), то це - зона змішаного тертя, і справедлива формула А.Альтшуля

.

При Re > ReII - зона автомодельної течії, коли ? не залежить від числа Re, а значить, і від швидкості течії. Це, так звана, зона квадратичного опору або абсолютно шорстких труб течії, в якій

(формула Шифрінсона).

Проведемо умовно перерізи 0-0 і 1-1 так, як це показано на рисунку (Рисунок 1.4). Зробимо порівняльну характеристику стану рідини в цих двох перерізах.

При цьому за площину порівняння виберемо переріз 0-0.

Тоді рівняння Бернуллі набуде такого виду:



Звідси,

Для визначення коефіцієнта ?, розраховуємо число Re і визначаємо режим течії рідини:

Оскільки режим турбулентний, то визначимо перехідні числа Рейнольдса:

, отже течія відповідає зоні змішаного тертя і коефіцієнт тертя визначаємо за формулою Альтшуля:

.

Підставивши значення , отримаємо:

;

.

Висота всмоктування вираховується за формулою:

.

Відповідь: Н2 = 5,554 м.

5. Визначення діаметра зливного трубопроводу

Різниця рівнів рідини у резервуарах А і В (Рисунок 1.5) дає нам величину наявного напору Hн = H3 + H2, за рахунок якого рідина перетікає з одно резервуара в інший і який іде на подолання втрат на тертя hтер(зл) і в місцевих опорах hм.о. зливної лінії:

,

де - коефіцієнт гідравлічного тертя; lрозр. = lзл + lекв - розрахункова довжина зливного трубопроводу; зл - швидкість течії.

Рисунок 1.5 - Схема до розрахунку діаметра зливного трубопроводу

Дані для визначення розрахункової довжини зливної лінії відомі. Але, оскільки невідомий діаметр зливної лінії dзл і, як наслідок, режим течії в зливній лінії,

бо , а ,

то задачу розв'язуємо графо-аналітичним методом.

Задаємось рядом значень dі (і = 115) і робимо повний гідравлічний розрахунок для кожного діаметра. Орієнтовно можна взяти d1 = 0,7dнап. Крок розрахунку d повинен бути таким, щоб шуканий діаметр dзл опинився поcередині вибраного діапазону діаметрів. Орієнтовно можна взяти ?d = (dнап - d1)/7.

Алгоритм розрахунку для діаметра d1 наступний:

Повний гідравлічний розрахунок зливного трубопроводу виконується на ПЕОМ, (мова “Паскаль”) за програмою “hd”, що є в фонді кафедри. Надрукувати програму і результати розрахунків, побудувати графік на міліметровому папері формату А4. За відомим значенням наявного напору Hн. знаходимо необхідний діаметр dx = … мм (Рисунок 1.5). В кінці виконати перевірочний розрахунок для одного з діаметрів, використаного для побудови графіка.

Рисунок 1.6 - Знаходження діаметра зливного трубопроводу

Визначаємо наявний напір Hн = H2 + H3 = 5,544 + 1,5 = 7,044м.

Задача розв'язуємо графоаналітичним способом з застосуванням ЕОМ (додаток А). Для цього в програму вводимо дані самопливного трубопроводу: довжину трубопроводу, витрату рідини, шорсткість труби, в'язкість рідини, еквівалентну довжину, коефіцієнт місцевого опору, мінімальний діаметр, максимальний діаметр, кількість точок для графіка. За отриманими значеннями результатів розрахунку будуємо гідравлічну характеристику трубопроводу - графічну залежність (додаток Б). Отримаємо параболічну криву, з якої за наявним напором Нн = 7,044 м визначаємо діаметр зливного трубопроводу:

dзл = 0,0724 м.

Проведемо перевірочний гідравлічний розрахунок для d1 = 0,0567м. Обчислимо число Re:

Оскільки ReІ < Re < ReIІ, то для визначення ? використовуємо формулу Блазіуса:

.

Визначаємо швидкість руху рідини:

.

Визначимо втрати напору при значенні ,

:

.

Таким чином, отримані значення величин Re, ?, і h, відповідно до точності проведених розрахунків, співпадають з результатами, які отримані за допомогою програми (див. Додаток А).

Відповідь: dзл = 0,0724 м.

6. Визначення втрат напору в місцевих опорах напірної лінії і їх еквівалентної довжини

Згідно схеми (Рисунок 1.7) напірна лінія має:

два різких повороти 90 (1, 2);

два плавних стандартних повороти 90 (3, 6);

витратомір Вентурі (4);

засуву (5);

або ;

Рисунок 1.7 - Схема до розрахунку напірної лінії

Оскільки всі ці місцеві опори розміщені на напірній лінії після манометра pМ1, то ми можемо використати його покази для визначення сумарного коефіцієнта місцевих опорів. Для цього запишемо рівняння Бернулі для перерізу 1-1, де розміщений манометр, і перерізу 2-2 на виході з напірної лінії:

.

Якщо площина порівняння розміщена на рівні перерізу 1-1, то величини, які входять в рівнянні Бернулі, будуть рівні:

z1 = 0, z2 = l4 + l8 - l10;

p1 = pМ1, p2 = 0;

;

.

З врахуванням цього, рівняння Бернулі набуде вигляду:

,

звідки .

Коефіцієнт гідравлічного тертя визначається згідно залежностей наведених в п.1.5.

Знаючи втрати hм.о., знаходимо сумарний коефіцієнт місцевих опорів:

Еквівалентна довжина місцевих опорів буде рівна:

.

Тоді розрахункова довжина напірної лінії:

,

де - сумарна довжина всіх ділянок напірної лінії.

Спочатку знаходимо швидкість потоку рідини і число Re в напірному трубопроводі:

,

.

Оскільки режим турбулентний, то визначимо перехідні числа Рейнольдса:

, отже течія відповідає зоні змішаного тертя і коефіцієнт тертя визначаємо за формулою Альтшуля:

.

Розраховуємо сумарний коефіцієнт місцевих опорів напірної лінії за формулою, отриманою з рівняння Бернулі для перерізів 1-1 і 2-2 (див. Рисунок 1.7):



Еквівалентна довжина місцевих опорів напірного трубопроводу визначається за формулою:

.

Розрахункова довжина напірного трубопроводу

Відповідь: hм.о.= 11,8 м; lекв = 134,47 м; lрозр = 481,47 м.

7. Визначення різниці показів манометрів pM2 і pM3

Рисунок 1.8 - Схема ділянки між манометрами pM2 і pM3

Між манометрами pM2 і pM3 знаходиться горизонтальна ділянку напірного трубопроводу, на якій наявні втрати тиску тільки на тертя по довжині. З рівняння Бернулі записаного для перерізів 2-2 і 3_3 цієї ділянки (Рисунок 1.8) отримаємо вираз для розрахунку перепаду тиску між цими перерізами:

.

Перепад тиску на ділянці 2-3 визначається за формулою:

Відповідно, враховуючи величини і хнап, які були розраховані в п.0, маємо:

,

.

Відповідь:

8. Розподіл швидкості в нормальному перерізі напірного трубопроводу (переріз 5-5)

Рисунок 1.9 - Використання швидкісної трубки для вимірювання швидкості

В перерізі 5-5 (Рисунок 1.9), в центрі потоку рідини, ртутний диференціальний манометр, приєднаний до швидкісної трубки, показує перепад рівнів ртуті hрт, що, з врахуванням різниці густин ртуті і рідини, відповідає швидкісному напорові рідини:

,

де - середня швидкість течії рідини в перерізі 5-5.

Якщо режим течії ламінарний (Re < 2320), то осьова швидкість umax пов'язана з середньою швидкістю співвідношенням:

,

а розподіл швидкості в перерізі потоку описується формулою:

,

де r - координата, яка відраховується від осі потоку; r0 - радіус труби.

Якщо течія турбулентна, то, з достатньою для практики точністю, можна вважати, що осьова (максимальна) швидкість umax пов'язана із середньою швидкістю співвідношенням:

,

а розподіл швидкості в перерізі потоку описується формулою:

,

де - динамічна швидкість або так звана “швидкість зрізу”, яка залежить від напруження тертя 0 і густини с.

Для визначення напруження тертя в трубі використаємо горизонтальну ділянку трубопроводу між манометрами pM2 і pM3. Оскільки перепад тиску p2-3 на цій ділянці повністю витрачається на подолання сил тертя, то можна записати, що

.

Звідки

.

Тоді, динамічну швидкість можна знайти, як:

.

Таким чином, для побудови графіка розподілу місцевої швидкості потрібно визначити, який режим течії рідини в даному перерізі, і, вибравши відповідні формули для u(r), розрахувати значення швидкості в залежності від радіуса труби. Дані розрахунків заносять в таблицю 1.1. і використовують для побудови графіка (Рисунок 1.10).

Таблиця 1.1 - Розрахунок місцевої швидкості в нормальному перерізі потоку

r	r1	r2	r3	r4	r5	r6	r7	r8	r9	r10
u(r)

Рисунок 1.10 - Побудова графіка розподілу швидкості в перерізі трубопроводу

З попередніх розрахунків для напірної лінії (див. п.1.5) нам відомо, що рідина рухається при турбулентному режимі. Тому визначаємо максимальну швидкість за формулою:

.

Тоді розподіл швидкостей в перерізі 5-5 описується рівнянням:

.

Визначимо величину динамічної швидкості, використовуючи результати розрахунку перепаду тиску на ділянці між манометрами pM2 і pM3 (див. п.1.6):

.

Міняючи координату r в межах 0 ? r ? 0,04, розраховуємо величину місцевої швидкості. Наприклад для r = 5 мм:

.

Значення r i розрахованих u(r) заносимо в таблицю 1.2

Таблиця 1.2 - Розподіл швидкостей в перерізі 5-5

r, мм	0	5	10	15	20	25	30	35	40
u(r), м/с	3,34	3,296	3,253	3,185	3,122	3,017	2,901	2,655	1,897

Будуємо графік залежності (додаток В).

9. Визначення величини необхідного тиску на виході насоса і необхідної потужності приводу насоса

Надлишковий тиск, створений на виході з насоса pвих, іде на те, щоб підняти рідину на певну висоту, і на гідравлічні втрати в напірному трубопроводі:

,

де Hст - статичний напір, який відповідає висоті подачі рідини.

Найбільший тиск потрібно буде створювати в момент запуску циркуляційної установки, коли напірний трубопровід ще не заповнений рідиною. Тоді статичний напір має найбільше значення (див. Рисунок 1.7), оскільки рідину потрібно підняти до найвищої точки трубопроводу:

.

Коли трубопровід буде повністю заповнений рідиною Hст зменшиться на довжину ділянки l10.

Корисна потужність, яку розвиває насос, визначається через повний тиск насоса pн і його подачу Q:

,

де pвак - величина розрідження на вході в насос (відповідає показам вакуумметра pВ).

Розраховуємо величину тиску на виході з насосу, використовуючи результати отримані в п.1.5:



Визначення корисної потужності насоса проводимо за формулою:

,

де pн = pвих + pВ - тиск, який створює насос; Q - витрата рідини.

pн = 0,55•106 + 65•103 = 615000 Па = 0,615 МПа.

Тоді,

Nкор = 615000 • 0,01499 = 9219 Вт

Відповідь: pвих = 0,55 МПа; pн = 0,615 МПа; Nкор = 9219 Вт.

10. Розрахунок мінімальної товщини стінки напірного водопроводу

Згідно умови, стінка трубопроводу повинна витримувати подвійне підвищення тиску при виникненні прямого гідравлічного удару. Тобто величина підвищення тиску

p = 2pвих,

де pвих - тиск на виході з насосу (максимальний тиск в напірному трубопроводі).

З іншого боку, підвищення тиску при прямому гідравлічному ударі розраховується за формулою:

p = нап c,

де - густина води;

нап - середня швидкість течії води в напірному водопроводі;

c - швидкість розповсюдження ударної хвилі в трубопроводі.

Тоді,

.

Швидкість розповсюдження ударної хвилі в напірному трубопроводі можна також визначити за формулою:

,

де K - модуль пружності рідини (для прісної води K = 2,03109 Па);

E - модуль пружності матеріалу стінок трубопроводу (для сталі 20:

E = 2,061011 Па); д - товщина стінки труби.

Виразимо з цього рівняння товщину труби

Відповідь: = 6,04•10-5 м.

11. Вибір насоса циркуляційної установки

Для вибору марки насоса використовуємо вітчизняні каталоги відцентрових насосів, в яких наведені їхні характеристики в формі таблиці 1.3 (Додаток Г):

Таблиця1.3 - Характеристика насоса 3 К-6 при n = 2900 об/хв.

№ режиму	Q, л/с	Н, м	к.к.д. , %
1	8,5	58	52
2	12,5	54	63
3	17	45	57

Основою для вибору типу насоса є розраховані необхідна подача насоса Qн (в л/с чи м3/год) і необхідний напір (тиск) на виході насоса Hн (pн). Порівнюють величини Qн і Hн (pн) з другим режимом характеристики різних насосів (з максимальним значенням коефіцієнта корисної дії ), поки не підберуть тип насоса для якого будуть справедливі співвідношення: H2 ? Hн, Q2 ? Qн.

Для розрахунку робочої точки насосної установки потрібно побудувати сумісну характеристику насоса і трубопроводу.

11.1 Побудова характеристики насоса

Дані характеристики насоса, подані у формі таблиці 1.3, можуть бути описані параболічною залежністю у вигляді:

Для визначення коефіцієнтів a і b цієї залежності використовують дані таблиці 1.3 (1-го і 2-го, чи 2-го і 3-го режимів), для яких складаємо систему з двох рівнянь з двома невідомими:

Розв'язок цієї системи дає нам вирази для обчислення величини коефіцієнтів a і b:

, ,

які далі використовуємо для побудови характеристики насоса.

Для цього задаємось 14-16 значенням Qi з кроком Q таким чином, щоб величина необхідної подачі насоса Qн, яка рівна витраті рідини в циркуляційній установці, лежала в середині вибраного діапазону зміни Q (наприклад, Q1 0,5Qн, Q15 1,5Qн) і розраховуємо відповідні значення напору насосу:

Дані розрахунків заносять в таблицю 1.5.

Будуємо розрахункову характеристику насоса на міліметровому папері формату А4. Вона матиме вигляд низхідної параболи з початком в точці з координатами: Q = 0, H = a (Рисунок 1.11).



Рисунок 1.11 - Визначення робочої точки насосної установки

Відповідно до величин витрати рідини в циркуляційній установці Qн = 14,99 л/с і необхідного напору на виході з насоса Нн = 56,25 м вибираємо насос марки 3К-6 (2900 об/хв.).

Таблиця 1.4 - Характеристика насоса 4К-6А при n = 2900 об/хв.

№ режиму	Q, л/с	Н, м	к.к.д. , %
1	8,5	58	52
2	12,5	54	63
3	17	45	57

Характеристику насоса будуємо за формулою:

.

Коефіцієнти рівняння визначаємо з системи рівнянь:

Таким чином, рівняння характеристики насоса має вигляд:

.

Розраховуємо за цим рівнянням характеристику насоса. Дані розрахунків заносимо в таблицю 1.5

Таблиця 1.5 - Характеристика насоса 3К-6 при n = 2900 об/хв.

Qi, л/с	0	2	4	6	8	10	12	14	14,99	16	18
Нi, м	70,74	70,31	69,03	66,88	63,88	60,03	55,31	49,74	46,67	43,31	36,03

За даними таблиці 1.5 будуємо графік (додаток Г).

11.2 Побудова характеристики напірного трубопроводу

Характеристика напірного трубопроводу - це висхідна квадратична парабола з початковими координатами Q = 0, H = 0, якщо Hcт = 0:

H = bQ2,

де за умови = const.

За наявності статичного напору (за умовою максимальне Hcт= l3 + l4 + l8) рівняння характеристики трубопроводу дещо змінюється:

.

Якщо const і турбулентний режим, до прикладу, охоплює зону “гідравлічно гладких труб” і зону змішаного тертя, то характеристику трубопроводу записують у такому виді:

,

де = f(Re, ) і значення знаходять відповідно до вказівок п.1.5, а

.

Для побудови цієї залежності задаються низкою значень Qі (i = 1…(12…15)) таким чином, щоб величина витрати рідини в циркуляційній установці, лежала в середині вибраного діапазону зміни Q (наприклад, Q1 0,5Qн, Q15 1,5Qн) і розраховуємо відповідні значення необхідного напору трубопроводу Hi. Результати розрахунків заносять у таблицю 1.6.

За даними таблиці 1.6 будуємо характеристику напірного трубопроводу, накладену на характеристику насоса (див. Рисунок 1.11).

Характеристику трубопроводу будуємо за формулою:

,

де

.

Тоді, .

Розраховуємо за цим рівнянням характеристику трубопроводу. Дані розрахунків заносимо в таблицю 1.6.

Таблиця 1.6 - Характеристика трубопроводу

Qi, л/с	0	2	4	6	8	10	12	14	14,99	16	18
Н, м	14	14,75	17,01	20,77	26,03	32,8	41,07	50,85	56,24	62,13	74,91

За даними таблиці 1.6 будуємо графік характеристики трубопроводу (див. додаток Г).

11.3 Визначення робочої точки насосної установки

Перетин характеристик трубопроводу і насоса дає нам теоретичну робочу точку насосної установки з координатами (Qт, Hт).

Якщо Qт = Qр і Hт = Hр або відхилення не перевищує 10%, то на цьому розрахунки циркуляційної насосної установки і побудови її гідравлічної характеристики закінчені.

У випадку невідповідності розрахункової робочої точки (Qт Qр і Hт Hр) виконується перерахунок характеристики насоса на нове (понижене) число обертів, використовуючи залежність параметрів насоса від числа обертів. Подача насоса буде досягнута при новому числі обертів n1 і буде зменшуватись у пропорції:

.

Напір - і потужність - .

Перерахунок характеристики насоса на нове число обертів n1 здійснюється в такій послідовності: для кожного значення Qi(т), взятих з таблиці 1.5 вираховують Hi для відомих чисел обертів n1 і n:

,

.

Дані розрахунків заносять в таблицю 1.7

Будують нову характеристику насоса, при n1 (об/хв.) наносять її на характеристику насосної установки (див. Рисунок 1.10), виділивши їх іншим кольором, чи позначенням, наприклад штриховою лінією. Отримують робочу точку, в якій і .

Криві характеристик насоса і трубопроводу (див. додаток Г) перетинаються в точці з координатами

Визначимо відхилення параметрів отриманої робочої точки від необхідних параметрів роботи циркуляційної установки:

;

.

Оскільки відхилення H перевищують 10%, то необхідно зробити перерахунок характеристики насоса на підвищену кількість обертів.

Визначаємо нове підвищене число обертів насоса:

.

Перераховуємо характеристику насоса на нове число обертів насоса, використовуючи дані таблиці 1.5. Результати заносимо в таблицю 1.7 і будуємо нову перераховану характеристику насоса (див. додаток Г).

Таблиця 1.7 - Перерахована характеристика насоса 3К-6 при n = 3161 об/хв.

Qi, л/с	0	2,18	4,36	6,54	8,74	10,9	13,08	15,26	17,44
Нi, м	84,05	83,54	82,01	79,46	75,89	71,32	65,71	59,1	51,46

Нова робоча точка установки має параметри:

Визначаємо відхилення параметрів нової робочої точки від необхідних параметрів роботи циркуляційної установки:

;

.

Обчислюємо необхідну потужність насоса

Оскільки відхилення Q і H менші 10%, то вибір насоса для циркуляційної установки завершено.

Висновок

На курсовій роботі я визначив необхідну подачу насоса, перепад напору hвен в ртутному дифманометрі витратоміра Вентурі, геометричну висоту всмоктування насоса H2, необхідний діаметр зливного трубопроводу dзл, сумарні втрати напору в місцевих опорах напірної лінії і їх сумарну еквівалентну довжину, різницю показів манометрів pМ2 і pМ3, покази диференційного ртутного манометра швидкісної трубки 5, яка встановлена в центрі потоку, корисну потужність насоса; побудував, епюру розподілу швидкостей в перерізі, де встановлена швидкісна трубка, графік залежності h = f(d), графік сумісної характеристики насоса і трубопроводу; обчислив мінімальну товщину сталевої труби напірної лінії діаметром d, яка б витримувала подвійне підвищення тиску при виникненні прямого гідравлічного удару; зробив необхідні розрахунки і обчислення.

Література

Андріїшин М.П., Возняк Л.В., Гімер Р.Ф. та ін. Гідравліка. Навчальний посібник. - Івано-Франківськ: Факел, 1999. - 253 с.

Гідроприводи та гідропневмоавтоматика: Підручник / В.О. Федорець, М.Н. Педченко, Б.В. Струтинський та ін. - К.: Вища школа, 1995. - 464 с.

Возняк Л.В., Гімер Р.Ф. Гідравліка. Збірник задач і вправ. Ч.1. - Івано-Франківськ: Факел, 1997.

Возняк Л.В., Гімер Р.Ф. Гідравліка . Збірник задач і вправ. Ч.2. - Івано-Франківськ: Факел, 1999.

Додаток А - Результати розрахунку залежності h = f(d)

Робота : Гринчишин Ю.В. НБ-11-2

/* Кафедра нафтогазової гідромеханіки */

Дата розрахунку : 15.10.2013

* 16 год. 00 хв.

**** Розрахунок характеристики h=f(d) ****

*** Вихiднi данi ***

Довжина трубопроводу, [м] : 40

Витрата рiдини, [м^3/c] : 0,01499

Шорткiсть труб, [м] : 2E-5

Вязкiсть рiдини, [м^2/с] : 1E-6

Екв.довжина мiсц.опору, [м] : 5

h, [м] D, [м] Re Lam

28,09 0,0550 347016 0,0169

21,06 0,0582 327855 0,0169

16,05 0,0614 310700 0,0168

12,41 0,0646 295251 0,0168

9,72 0,0679 281265 0,0167

7,71 0,0711 268545 0,0167

6,18 0,0743 256925 0,0167

5,00 0,0775 246269 0,0167

4,08 0,0807 236462 0,0167

3,36 0,0839 227406 0,0167

2,79 0,0871 219018 0,0168

2,33 0,0904 211227 0,0168

1,96 0,0936 203971 0,0168

1,66 0,0968 197197 0,0169

1,41 0,1000 190859 0,0169

Додаток Б - Графік залежності h = f(d)

Рисунок Б.1 - Визначення діаметра зливного трубопроводу

Додаток В - Розподіл швидкості в перерізі трубопроводу

Рисунок В.1 - Побудова графіка розподілу швидкості в перерізі трубопроводу

Додаток Г - Графік сумісної характеристики насоса і трубопроводу

Рисунок Г.1 - Визначення робочої точки насосної установки

Размещено на Allbest.ru