Расчет насосной установки
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Министерство образования Республики Беларусь
Витебский государственный технологический университет
Кафедра технологии и оборудования машиностроительного производства
Контрольная работа
по предмету: Детали машин
г. Витебск
Введение
В современном технологическом оборудовании машиностроения широко применяются гидравлические приводы, где носителем энергии являются жидкости. Это обусловлено целым рядом их преимуществ по сравнению с другими типами приводов. Так, например, гидравлические приводы обеспечивают получение больших усилий при малой металлоемкости, нечувствительность к перегрузкам, простоту получения любого вида перемещения, простоту управления и т.д.
Целью данной курсовой работы является расчет насосной установки. Что включает в себя: расчет характеристик трубопровода, построение графиков этих характеристик, определение рабочей точки системы, определение затрачиваемой мощности, определение влияния изменения расхода на изменение мощности насоса, а также изучение различных методов регулирования системы (дроссельное регулирование, регулирование числом оборотов двигателя, регулирование переливным клапаном).
Исходные данные
Рис. 1 - Схема насосной установки
Для гидравлической системы (рис. 1), состоящей из резервуара 1, центробежного насоса 2, дросселя 3, переливного клапана 4, приемного резервуара 5, системы трубопроводов с параметрами l1, d1, l2, d2 и l3, d3.
Перекачиваемая жидкость - вода с температурой Т = 20оС и плотностью r = 998,2 кг/м3.
Геометрическая разность уровней НГ =7 м.
Эквивалентная шероховатость труб DЭ = 0,1 мм.
Число оборотов двигателя n = 1200 об/мин.
При построении насосной установки учесть местные сопротивления напора в виде двух главных поворотов, для которых коэффициент сопротивления x = 1,19 и на дросселе x = 0,75 и выхода трубопроводов в приемный резервуар.
Определить:
Рабочую точку системы, расход, напор и затрачиваемую насосом мощность.
Найти новую рабочую точку для расхода Q, увеличенного на 20%, при условии дроссельного регулирования.
Найти новую рабочую точку для расхода Q при условии регулирования числом оборотов двигателя.
Найти новую рабочую точку для расхода Q, увеличенного на 20%, при условии регулирования переливным клапаном: Q=0л/с при Н=10м и Q=7л/с при Н=25м.
Таблица 1 - Числовые значения параметров
l1, мl2, мl3, мd1, ммd2, ммd3, ммHГ, мТип насоса18202036384073
Таблица 2 - Характеристики насоса
Q, л/с03,05,56,17,0Н, м20,021,018,517,516,0h, 6,068,066,060,0
Расчет характеристик трубопровода
Проводим расчет для трех участков трубопровода, имеющих разные диаметры. Для этого необходимо определить напор, развиваемый насосом на этих участках. При расчете используются следующие формулы.
Напор насоса:
,
где: Нг - напор геометрический;
(P1-P2) - разность давлений в системе;
g - удельный вес;
- потери напора.
,
где: d - диаметр трубопровода;
- расход жидкости;
z -коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления;
l - гидравлический коэффициент.
,
где: Re - число Рейнольдса;
Dэ - эквивалентная шероховатость.
,
где: n - коэффициент кинематической вязкости.
Коэффициент кинематической вязкости равен:
,
Для воды m = 0,5*10-3 Па, r = 998,2 кг/м3 м2/с
Таким образом, получаем три характеристики для трёх участков трубопровода, отличающихся диаметром труб. Каждая характеристика будет иметь пять точек.
Рассчитаем характеристику для участка с параметрами d1 = 0,036 м, l1 = 18 м.
Определим числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:
;
;
;
;
.
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 = + 0 = 8,021 м;н2 = 8,021 + 6,082 = 14,104 м;н3 = 8,021 + 20,213 = 28,234 м;н4 = 8,021 + 24,829 = 32,850 м;н5 = 8,021 + 32,643 = 40,664 м.
Таблица 3 - Результаты расчета
Q, л/с03,05,56,17,0Re0212206,591389045,416431486,735495148,712l-0,025950,025640,025600,02556hw, м06,08220,21324,82932,643Нн, м8,02114,10428,23432,85040,664
Рассчитываем характеристику для участка с параметрами d2 = 0,038 м, l2 = 20 м.
Определяем числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:
;
;
;
;
.
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 + 5,249 = 16,780 м;н3 = 8,021 + 17,429 = 34,529 м;н4 = 8,021 + 21,407 = 40,311 м;н5 = 8,021 + 28,140 = 50,090 м.
Таблица 4 - Результаты расчета
Q, л/с03,05,56,17,0Re0201037,823368569,342408776,906469088,253l-0,025680,025340,025300,02525hw, м05,24917,42921,40728,140Нн, м8,02113,27025,45029,42836,161трубопровод расчет двигатель клапан
Рассчитаем характеристику для участка с параметрами d3 = 0,040 м, l3 = 20 м.
Определим числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:
;
;
;