Расчет насосной установки
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
;
.
Далее определяем гидравлический коэффициент для этих точек:
Для первой точки коэффициент l не существует, так как Re1 = 0;
;
;
;
.
Определяем потери напора для каждой точки:
Для первой точки значение hw1 будет равно нулю, так как Q1 = 0.
;;;
.
Определяем напор насоса для всех этих точек:н1 = 8,021 м;н2 = 8,021 + 4,043 = 12,064 м;н3 = 8,021 + 13,408 = 21,429 м;н4 = 8,021 + 16,466 = 24,487 м;н5 = 8,021 + 21,642 = 29,663 м.
Таблица 5 - Результаты расчета
Q, л/с03,05,56,17,0Re0190985,932350140,875388338,061445633,841l-0,025430,025060,025020,02496hw, м04,04313,40816,46621,642Нн, м8,02112,06421,42924,48729,663
Построение графиков, определение рабочей точки системы и затрачиваемой мощности
Исходя из исходных данных, строим на графике характеристику насоса НН.
По данным, рассчитанным в предыдущем пункте, строим три графика (по пять точек для каждого графика) для трех участков трубопровода - hW1, hW2, hW3 (рис. 1).
Графики hW2 и hW3 представляют собой характеристики параллельных участков. Сложим их графически. При параллельном соединении расходы в каждой точке графиков суммируются, а напор остается неизменным. Сложив эти два графика, получили график эквивалентный параллельным участкам трубопровода - hW2+3.
Теперь графики hW2+3 и h1 представляют собой характеристики двух участков трубопровода, соединенных последовательно. Их можно сложить, используя следующие правила: расход остается неизменным, а напоры в каждой точке графиков суммируются.
Таким образом, получаем эквивалентный график данного трубопровода hЭКВ, который в пересечении с графиком НН дает рабочую точку системы (точка А) (рис. 2).
Произведя замеры, определяем, что расход и напор в рабочей точке системы:А = 2,565 л/с, а напор НА = 21,121 м.
Для того чтобы определить коэффициент полезного данной рабочей установки, строим график КПД - h. В пересечении с характеристикой насоса получаем точку, которая соответствует номинальному КПД, hА = 50,218 %.
Имея эти значения, можем рассчитать затрачиваемую мощность насоса по формуле:
кВт.
Определение величины изменения мощности насоса при увеличении расхода на 20%
Для определения увеличения мощности насоса при увеличении расхода на 20% необходимо построить новый график характеристики трубопровода, затем подсчитать увеличенное значение Q, и по характеристике насоса и расходу определить соответствующие значения h, Н (рис. 3).
Этот график в пересечении с графиком НН дает рабочую точку А1 при увеличенном напоре. Значение расхода в этой точке QА1 = 3,077 л/с, значение напора НА1 = 20,969 м, а значение КПД hА1 = 56,979 %.
Получив эти значения, можем рассчитать мощность насоса для этого случая:
кВт.
Сравнив это значение мощности (NH1) с предыдущим (NH), видим, что при увеличении напора на 20% затрачиваемая мощность насоса увеличивается на:
.
Определение новой рабочей точки и характеристик трубопровода при условии регулирования переливным клапаном
Для получения характеристик насоса при регулировании переливным клапаном строим параболу (характеристику трубопровода), характеристику насоса, а затем в соответствие с заданием характеристику клапана, которая представляет собой прямую (рис. 4).
Далее строим обобщенную характеристику насоса и клапана: HH-КЛ=НН-НКЛ (вычитанием соответствующих координат).
Точка пересечения характеристик трубопровода hэкв и насоса-клапана НН-КЛ является рабочей точкой системы (точка А/).
Восстанавливая параметры рабочей точки до кривой h и соответствующих осей координат, получаем следующие значения:
hА =42,715 %;А =2,011 л/с;А =18,058 м;
кВт.
Определение новой рабочей точки и характеристик трубопровода при условии регулирования числом оборотов двигателя
Путем регулирования числа оборотов двигателя можно добиться оптимизации работы насоса, а также всей системы.
Для определения характеристик трубопровода при использовании данного метода используют понятие параболы подобных режимов.
По заданному изменению подачи находим на характеристике трубопровода при Q1=(1(m/100))QН новую рабочую точку системы - В. Через эту точку должна проходить характеристика насоса при искомой частоте вращения. Чтобы определить n проводим предварительно через точку В параболу подобных режимов и находим точку Е - точку пересечения этой кривой с заданной характеристикой насоса (рис. 5). В =3,077 л/с; HВ =24,091 м; hВ =56,979 %;
Парабола подобных режимов строится следующим образом: из соотношения H1/Q12=H2/Q22=const=C определяем постоянную С= HВ/QВ2.
Затем строим параболу подобных режимов по уравнению H=C*Q2, задаваясь значениями расходов.
Используя формулу пересчета nx=n*Q1/Q2, определяем новую частоту вращения.
Из рисунка 5 получаем следующие данные:Е =2,875 л/с;Е =21,044 м;=n*QВ/QЕ=1200*3,077/2,875=1284,3 об/мин;
hЕ=54,351 %;
кВт.
Вывод
При выполнении работы были получены навыки расчета гидравлических систем, а также различные методы регулирования системы (дроссельное регулирование, регулирование числом оборотов двигателя, регулирование переливным клапаном). В ходе работы были рассчитаны характеристики трубопровода, изучено влияние материала труб, диаметра труб и их длины на характеристики трубопровода. Так же была определена графическим методом рабочая точка системы, найден коэффициент полезного действия насоса и определена затрачиваемая мощность насоса при различных методах регулирования системы.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4