Гидравлический расчет трубопровода с насосной подачей жидкости
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?иложение 3).
- Рис. 12. Зависимость давления насыщенного пара воды от температуры
- Явление кипения жидкости при давлениях меньших атмосферного и нормальных температурах (10, 20, 30), сопровождающееся схлопыванием пузырьков пара в областях повышенного давления, называется кавитацией.
- Пузырьки пара, выделяющиеся при кавитации, разрывают межмолекулярные связи, поток жидкости при этом теряет сплошность, столб жидкости во всасывающем трубопроводе отрывается от насоса и процесс всасывания прекращается. Кроме того, пузырьки пара, попадая вместе с жидкостью внутрь насоса, где давление больше давления насыщенного пара, лопаются. При схлопывании пузырька на твердой поверхности жидкость, устремившаяся в освободившееся пространство, останавливается. При этом ее кинетическая энергия превращается в потенциальную и происходят местные гидравлические удары. Это явление сопровождается существенным ростом давления и температуры и приводит к разрушению материала поверхности.
- В инженерной практике существует правило: Не допускать кавитации!
- Для этого необходимо, чтобы в сечениях потока, где давление меньше атмосферного, было выдержано условие:
- Давление в жидкости больше давления насыщенного пара (р > pн.п). Это условие отсутствия кавитации.
- Кавитационные расчеты всасывающей линии насосной установки заключаются в следующем:
- 1. Проверка условия р2 > pн.п. - давление на входе в насос р2 определяется из уравнения (26) при известных параметрах Q, d, hвс.
- 2. Определение предельных значений параметров Q, d, hвс из уравнения (26) при р2 = pн.п..
- гидравлический безкавитационный трубопровод насос
3. Расчетная часть
- 3.1 Определение рабочей точки центробежного насоса
- Для решения задачи необходимо :
- 1. Составить уравнение гидравлической сети.
- 2. Построить графическое изображение этого уравнения в координатах Q- H.
- 3. Нанести на этот график характеристику насоса и определить координаты точки пересечения напорной характеристики насоса и характеристики сети (координаты рабочей точки).
- Последовательность решения задачи.
- 1). Выбираем два сечения - н-н и к-к, перпендикулярные направлению
- движения жидкости и ограничивающие поток жидкости (Рис. 1).
- Сечение н-н проходит по свободной поверхности жидкости в резервуаре 2, а сечение к-к - под поршнем в цилиндре 3.
- 2). Применяем в общем виде закон сохранения энергии для сечений н-н и к-к с учетом того, что жидкости добавляется энергия в насосе, равная потребному в данной сети напору Hпотр:
(26)
- 3). Раскрываем содержание слагаемых уравнения (26) для нашей задачи.
- Для определения величин zн и zк выбираем горизонтальную плоскость сравнения 0-0. Для удобства ее обычно проводят через центр тяжести одного из сечений. В нашем случае плоскость 0-0 совпадает с сечением н-н.
- zн и zк- вертикальные отметки центров тяжести сечений. Если сечение расположено выше плоскости 0-0, отметка берется со знаком плюс, если ниже - со знаком минус.
- zн=0; zk=H1+H2.
- рн, рк - абсолютные давления в центрах тяжести сечений.
- Давление на поверхности открытых резервуаров равно атмосферному, а в закрытых резервуарах или в трубе - сумме атмосферного давления и показания прибора (манометрическое давление берется со знаком плюс, вакуумметрическое - со знаком минус). Вакуумметрическое давление - это отрицательное манометрическое.
- рн = рат+ рм ;
- Если на жидкость в сечении действует сила, передаваемая через поршень, то давление определяется из условия равновесия поршня и равно:
- рк = R/S + рат ., где S=pD2/4 - площадь сечения поршня.
- Jн , Jк - средние скорости движения жидкости в сечениях.
- Согласно закону сохранения количества вещества через любое сечение потока проходит один и тот же расход жидкости:
- Qн = Q1 = Q2 = Qк.(27)
- Здесь Q1 и Q2 - расходы в сечениях всасывающего и напорного трубопроводов. Учитывая, что Q = Jw, вместо (27) получим:
- Jнwн =J1w1 = J2w2=.......= Jкwк, (28)
- где wн, w1, w2, wк - площади соответствующих сечений.
- Поскольку площади сечений резервуаров значительно больше площадей сечений труб, скорость Jн очень мала по сравнению со скоростями в трубах J1 и J2 и величиной aнJн2/2g можно пренебречь. Скорость
- Jк= Q/wк.
- aн и aк - коэффициенты Кориолиса; a= 2 при ламинарном режиме движения, a =1 при турбулентном режиме.
- Принимаем:
- Jн 0; Jк = Q/wк = Q/(pD2/4).
- Потери напора hн-к при движении жидкости от сечения н-н к сечению к-к складываются из потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, причем в каждом трубопроводе потери разделяются на потери по длине и местные:
- hн-к = h1 + h2= hдл.1 + hф + hпов.1 +hдл.2 + hкр. +2hпов.+ hвых.(29)
- потери по длине на всасывающем трубопроводе
- потери в приемной коробке (фильтре).
xф зависит от диаметра всасывающего трубопровода (при d=140мм xф = 6,2, приложение 5).
- потери на поворот во всасывающем трубопроводе,
xпов. - коэффициент сопротивления при резком повороте на угол 90 (xпов =1,32 - приложение 5).
- потери по длине на нагнетательном трубопроводе.
, xкр. =0 - задается по условию.
- потери на поворот в нагнетательном трубопроводе, xпов. - коэффициент сопротивления при резком повороте на угол 90(xпов =1,32 - приложение 5).