Определение длины нагнетательного трубопровода

 

Запишем уравнение Бернулли для сечений 3-3 и 4-4:

 

.

 

За площадь сравнения возьмем сечение 3-3, тогда:

 

;

 м.

ат = 4·10⁵ Па.

 = 2 м/с – скорость жидкости в нагнетательном трубопроводе.

= 2 ати = 2 + 1 = 3 ата = 3·10⁵ Па.

 м/с.

 

Тогда потери напора в нагнетательной линии составят:

 

 м.

 

Длину нагнетательного трубопровода определим из формулы для расчета потерь напора:

 

,                              (4.6)

 

где  – длина нагнетательного трубопровода, м;

 – сумма коэффициентов местных сопротивлений на нагнетательной линии.

 

На нагнетательной линии имеются следующие местные сопротивления:

 

- 3 отвода под углом 90º;

- 1 кран;

- выход из трубопровода в емкость В.

 

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательного трубопровода рассчитывается следующим образом:

 

,

 

где  – коэффициент местного сопротивления для отвода на 90º;

– коэффициент местного сопротивления для крана;

  – коэффициент местного сопротивления для выхода из трубы.

 

Определим по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений (таблица А.3):

Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода R ₀/ d ₂= 3, тогда

 

,

 

где А – коэффициент зависящий от угла поворота трубопровода, для поворота на 90º А = 1;

В – коэффициент зависящий от отношения R ₀/ d ₂, для отношения R ₀/ d ₂= 3 В = 0,13.

Для крана с диаметром проходного сечения более 50 мм (d ₂ = 119 мм) = 2.

Для выхода из трубы = 1.

 

.

 

Тогда длина нагнетательного трубопровода составит:

 

 м.

 

Определение потерь напора во всасывающей линии

 

Расчет потерь напора производится аналогично расчету потерь напора в нагнетательном трубопроводе по формуле (4.6).

На всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления:

 

- 2 отвода под углом 90 º;

- вход в трубопровод из емкости А.

 

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода рассчитывается следующим образом:

 

= 2 · 0,13 + 0,5 = 0,76,

 

где   – коэффициент местного сопротивления для входа в трубу.

 

Определим по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений (таблица А.3).

Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода R ₀/ d ₂ = 3, тогда

.

Для входа в трубу с острыми краями = 0,5.

 

Потери напора во всасывающем трубопроводе равны:

 

 м.

 

Расчет потребного напора

Потребный напор определяется по формуле:

 

,                     (4.7)

 

где – потребный напор, м;

– геометрическая высота подъема жидкости, м;

– давление в напорном резервуаре, Па;

 – давление в исходном резервуаре, Па;

 – потери напора в трубопроводе, м.

Геометрическая высота подъема жидкости определяется как сумма высоты всасывания и высоты нагнетания:

,                                        (4.8)

 

где  – высота всасывания, м;

– высота нагнетания, м.

Потери напора в трубопроводе определяются как сумма потерь напора во всасывающей и нагнетательной линии:

 

.                                         (4.9)

 

Тогда потребный напор, обеспечивающий заданный расход будет равен:

 

м.

 

Подбор насоса

Исходными параметрами для подбора насоса являются производительность (подача), соответствующая заданному расходу жидкости  и потребный напор. Пользуясь, сводным графиком подач и напоров определяем марку насоса (приложение В). Для этого на график наносим точку с координатами Q _задан, Н _потр. Насос, в поле которого попала точка, принимают для данного трубопровода. Точка с координатами (22,2 л/с, 35,14 м) попадает в рабочее поле насоса 4К-12 с частотой вращения рабочего колес n = 2900 об/с.