Гидравлический расчет трубопровода с насосной подачей жидкости
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
онный расчет всасывающей линии насосной установки
. Провести мероприятия, позволяющие уменьшить производительность насоса на 20%
- определить коэффициент сопротивления крана xкр;
- найти число оборотов вала насоса n2.
Определить мощность электродвигателя, приводящего в действие центробежный насос при двух способах регулирования.
Указания:
1. Используется насос Д-320 при n=2950 об/мин.
. Физические свойства жидкости определяются по справочной литературе.
. Трубопровод изготовлен из стальных труб, подверженных коррозии.
. В начальном положении кран открыт.
. Если во всасывающей линии насоса кавитация, то необходимо найти минимальный диаметр всасывающей линии (dmin) из условия отсутствия кавитации, увеличить его до ближайшего большего по ГОСТу и уточнить положение рабочей точки.
Характеристика насоса
Рис.2. Характеристика центробежного насоса Д-320 при n=2950 об/мин, DQ - область номинальных подач при работе насоса, где к.п.д. близок к максимальному.
2. Теоретические основы расчета
.1 Некоторые сведения о насосах
По принципу действия насосы подразделяют на гидродинамические и объемные.
Центробежные насосы. Из гидродинамических насосов на практике чаще всего используется центробежный насос, схема которого представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема центробежного насоса
- подвод, 2 - рабочее колесо, a - задний (ведущий) диск рабочего колеса, б - передний (ведомый) диск рабочего колеса, в - лопатки рабочего колеса, 3 - спиральная камера (отвод), 4 - диффузор.
Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов - подвода 1, рабочего колеса 2 и спиральной камеры 3. По подводу жидкость подается в насос из подводящего (всасывающего) трубопровода.
Рабочее колесо 2 состоит из заднего а и переднего б дисков, между которыми находятся криволинейные лопатки в, изогнутые, как правило, в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Ведущим задним диском рабочее колесо крепится на валу. Жидкость движется через колесо из центральной его части к периферии и, далее, по отводу 3 отводится к напорному патрубку.
При вращении рабочего колеса появляется центробежная сила, которая отбрасывает жидкость от центра к периферии, освобождая при этом объём на входе в насос. Увеличение объёма приводит к понижению давления в жидкости (вспомним: давление - напряжение сжатия, сжатие жидкости уменьшается - давление падает). Создается разность давлений между уровнем жидкости в приемном резервуаре и входом в насос и непрерывное движение жидкости через насос.
Назначение рабочего колеса 2 - передача жидкости энергии от приводного двигателя.
Механическая энергия, подводимая к валу насоса от приводного двигателя, преодолевает момент реактивных сил со стороны жидкости и приводит колесо во вращение. Лопатки рабочего колеса насоса при своем вращении оказывают силовое воздействие на жидкость, в результате чего растет давление в ней и происходит движение жидкости с расходом Q. При этом, согласно закону сохранения энергии, механическая энергия приводного двигателя превращается в гидравлическую энергию потока жидкости.
Рис. 4 Трубопровод с насосной подачей жидкости
- насос, 2 - всасывающий трубопровод, 3 - нагнетательный трубопровод, 4 - вакуумметр, 5 - манометр, 6 - регулировочный вентиль (кран), 7 - обратный клапан, А - приёмный резервуар, Б - напорный резервуар.
Насос является источником энергии, необходимой для перемещения жидкости в гидравлической сети. На рис.4 изображена система, в которой жидкость поступает в насос через обратный клапан 7 из открытого приёмного резервуара А, расположенного ниже оси установки насоса. При этом давление на входе в насос меньше атмосферного. Разность атмосферного давления и абсолютного давления (величину рv ) фиксирует вакуумметр 4. При движении через насос давление жидкости увеличивается и на выходе из насоса становится больше атмосферного. Разность абсолютного давления на выходе из насоса и атмосферного давления (величину рм) фиксирует манометр 5.
При прохождении через насос гидравлическая энергия жидкости увеличивается, и за счет этого жидкость поднимается на высоту ho, преодолевая противодавление рмо в напорном резервуаре Б и гидравлические сопротивления в системе.
Центробежные насосы не обладают свойством самовсасывания, поэтому перед пуском насос и весь подводящий трубопровод заполняют жидкостью. Обратный клапан 7 при этом должен быть закрыт. При остановке насоса обратный клапан также закрывается, и система остаётся заполненной жидкостью.
Основные параметры работы насоса. Напор насоса H равен разности удельных энергий на выходе и на входе в насос (рис. 5).
Рис. 5. Иллюстрация к определению напора насоса
Согласно уравнению Бернулли, записанному для сечений 1-1 и 2-2, напор насоса равен:
.(1)
В частном случае, когда z2= z1, J2= J1 (если d2= d1), вместо (1) получаем:
(2)
Абсолютное давление на выходе из насоса р2 и на входе р1 выразим через показания приборов:
р2 = рат + рм ;
р1 = рат - рv .
Тогда напор насоса определится через показания приборов следующим образом:
.(3)
Часто манометрическое давление по крайней мере на порядок (в 10 раз) больше вакуумметрического давления (давление pv не может быть больше одной атмосферы или 0,1 МПа). В тех случаях, когда pм >> pv, напор насоса можно определять так: