Выбор центробежного насоса
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
о, во всасывающем и нагнетательном трубопроводах;
vвс, vн - скорость, соответственно, во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м/с
м/с; (7)
м/с; (8)
Заменяя скорость v через подачу Q и диаметр d, требуемый напор Нтр по формуле (1) запишется в следующем развернутом виде
м; (9)
или
Hтp = Hг + S Q2 м; (10)
где S - коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода, с2/м5, равный
с2/м5 (11)
Для определения Нтр необходимо знать диаметры всасывающего dBC и нагнетательного dн трубопроводов, а также коэффициенты гидравлических трений, соответственно, для всасывающего ?вс и нагнетательного ?н трубопроводов.
.2 Определение диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов насосной станции
Для выбора насоса, зададимся следующими числовыми исходными данными из табл. 1 [4]:
Q = 29 м3/ч;
Нг = 20 м;
lвс = 13 м;
lн = 67 м;
vвс = 0,8 м/с;
vн = 1,0 м/с;
??вс = 8;
??н = 12;
t =10 С.
Из формулы неразрывности потока жидкости
Q = v ? = const м3/с; (12)
где Q - подача, м3/с;
V - скорость, м/с;
? - площадь живого сечения трубопровода, м2;
определяем значения диаметров трубопроводов.
Так как
м2; (13)
то диаметр трубопровода определяется по формуле
м; (14)
Для всасывающего трубопровода диаметр составляет
для нагнетательного трубопровода диаметр составляет
где Q = 29 м3/ч (0,81 10-2 м3/с).
.3 Уточнение диаметра труб и скорости движения воды
Полученные диаметры трубопроводов dвс = 114 мм и dн = 102 мм уточняем по ГОСТ 10704-75. Принимаем dвс = 114 мм и dн = 102 мм.
Уточняем скорость движения воды во всасывающем трубопроводе с dвс = 114 мм и нагнетательном трубопроводе с dн = 102 мм по формуле
м/с; (15)
во всасывающем трубопроводе скорость движения воды
в нагнетательном трубопроводе скорость движения воды
.4 Определение коэффициента гидравлического трения ?
Значение коэффициента гидравлического трения ? при движении воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводах определяется по эмпирическим формулам в зависимости от численной величины числа Рейнольдса Re
(16)
где v - средняя скорость потока воды в трубопроводе, м/с;
? - коэффициент кинематической вязкости воды, м2/с, по условию примера ? = 131 10-8 м2/с при t = 10 C;
d - диаметр трубопровода, м.
Конкретно для трубопроводов, рассматриваемого примера, выражение (16) запишется в виде:
для всасывающего трубопровода
для нагнетательного теплопровода
Так как Re > 2320, то режим движения жидкости будет турбулентный и определение коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси) производим по формуле Блазиуса, которая рекомендуется при 2320 ? Re ? 105
(17)
где Re - число Рейнольдса.
Значение коэффициента гидравлического трения ?
для всасывающего трубопровода
для нагнетательного трубопровода
.5 Требуемый напор насоса ?
Требуемый напор насоса Нтр, как указывалось выше, определяется по формуле (10)
Hтp = Hг + S Q2 м; (10)
где Нг - геометрическая высота подъёма воды (расстояние по вертикали от свободной поверхности воды в шахтном колодце до свободной поверхности водонапорной башни А. А. Рожновского), м;
Нг = 20м;
S - коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода, определяемый по формуле (11), с2/м5
Q - подача насоса, м3/с; Q = 0,81 10-2 м3/с.
Численное значение величины требуемого напора насоса составит
Hтp = 20 + 23600 (0,81 10-2)2 = 21,55 м.
3. Выбор марки насоса по Q и Нтр и построение рабочей характеристики насоса
Выбранный центробежный насос должен обеспечить подачу Q = 29 м3/ч (8,1 л/с) и иметь напор Н не менее Нтр, т.е. не менее 21,55 м.
Рассматривая характеристики насосов на рис. 4 - 16 [4], этим условиям удовлетворяет центробежный горизонтальный одноступенчатый консольный насос типа К 45/30 (рис. 7 [4]).
Рабочая характеристика насоса К 45/30 изображена на рис. 2 (согласно рис. 7 [4]) без обточки рабочего колеса диаметром 143 мм и частоте его вращения 2900 об/мин.
4. Построение характеристики сети и нахождение рабочей точки совместной работы насоса и сети
Напор насоса Н расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений в сети трубопроводов, вызванных движением потока воды с расходом Q, и на остаточный напор, с которым выходит вода на конечном пункте из трубопровода, т.е.
H = Hw + hоcт
где Н - напор насоса, м;
Hw - гидравлические сопротивления, м;
hocт - напор остаточный, м.
Гидравлические сопротивления Hw приводят к потерям напора hпот. Отсюда
Hw = hпот
при hоcт = 0
H = Hw м; (18)
т.е. весь напор насоса расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений в трубопроводе.
Следовательно, уравнение (10) можно представить в виде
Hw = Hг + S Q2 м; (19)
Это выражение называется уравнением характеристики трубопровода и по нему строится характеристика трубопровода.
Характеристика трубопровода (сети) - графическое изображение зависимости гидравлического сопротивления трубопровода Hw от пропускаемого им расхода жидкости Q, т.е.
Hw = f(Q).
Для построения характеристики трубопровода (рис.2) воспользуемся табл. 2, в которой, задавшись значениями Q, определяем величины Нw .