Раздел 2, П. 4. Тема «насосы центробежные. Принцип действия. Основные характеристики насоса»

 

Задача 12

 

Для перекачки дизельного топлива выбран насосный агрегат НМ 1250х260, характеристика которого задана уравнением Н = 271 – 43,9∙10^-6 Q ². Проверить правильность выбора насоса для перекачки при следующих условиях: L = 120 км, D = 530x8 мм, r = 830 кг/м³, n = 6∙10^-6 м²/с, Z ₁ = 100 м, Z ₂ = 105,0 м, h _кон = 30 м. Местные потери напора по трубопроводу учесть коэффициентом 1,02. Перекачка ведется в зоне гладких труб, производительность 760 м³/ч. Подпор насоса 20 м.

Решение

1. Напор трубопровода равен:

Н _тр = (Z ₂ – Z ₁ ) + h _кон + h _пот.

2. Скорость потока в трубопроводе:

3. Критерий Re:

4. Коэффициент гидравлических потерь:

5. Потери напора равны:

6. Напор трубопровода:

Н _тр = (105 – 100) + 30 + 230 = 265 м.

7. Напор насоса при Q = 700 м³/ч:

Н= 271 – 43,9∙10^-6∙760² = 246 м.

8. Общий напор насосного агрегата:

Н _общ = h _под + Н = 246 + 20 = 266 м.

Вывод: напор насоса обеспечивает перекачку в заданных условиях.

 

Раздел 2, п. 4. Тема «Насосы центробежные. Принцип действия.

Основные характеристики насоса»

 

Задача 13

 

Центробежный насос имеет производительность 50 м³/ч. Схема насоса показана на рис. 1.

Рис. 1

 

Диаметр всасывающей линии 100 мм, длина 6 м, коэффициент местных потерь (фильтр + поворот) равен 3, коэффициент гидравлических потерь l = 0,028. Определить высоту h_s, исходя из условия, что давление воды при входе в насос должно быть на 0,2 ат выше давления насыщенных паров воды, которое равно 152 мм рт. ст. Р _бар = 760 мм рт. ст., плотность воды 1000 кг/м³, запас на кавитацию h _кав принять 2,0 м. (760 мм рт. ст. = 101300 Па, 1 кгс/см² = 98100 Па).

Решение

1. Уравнение Бернулли для плоскости сравнения 0-0 и сечений 1-1, 2-2:

,

где Z ₁ = 0; м вод. ст.;

u ₁ << u ₂ и в расчете не учитывается;

Z ₂ = h_s.

Р _н.п. = 152 мм рт. ст. = 2,07 м вод. ст.;

С учетом приведенных данных уравнение Бернулли имеет вид:

10,33 = h_s + 4,07 + h _пот + + h _кав, h_s = 10,33 – 4,07 - h _пот - - h _кав.

2. Потери напора определяем по уравнению Дарси-Вейсбаха:

Скорость потока u ₂ в сечении 2-2 равна:

, S = 0,785× D ² = 0,785×0,1² = 0,00785 м².

Раздел 2, п. 5. Тема «Уравнение баланса напоров при работе МТП. Линия гидравлического уклона для заданного участка трубопровода»

 

Задача 14

 

Построить характеристику трубопровода диаметром 530х8 мм, длиной 125 км, шероховатостью 0,2 мм и отметками головной 50 м и конечной 100 м станций, по которому ведется перекачка д/топлива с плотностью 832 кг/м³ и динамической вязкостью 5∙10^-3 Па∙с в режиме зоны смешанного трения, давление в конце участка 3 кгс/см².

Решение

1. Переходные числа Re:

2. Для построения характеристики трубопровода задаем:

Re = 45000, Re = 90000.

3. Скорость потока в обоих случаях равна:

.

,

4. Коэффициенты гидравлических сопротивлений:

5. Потери напора и производительность:

Q ₁ = 0,525∙0,785∙0,514²∙3600 = 392 м³/ч,

 

Q ₂ = 1,04∙0,785∙0,514²∙3600 = 776 м³/ч.

6. Графическое построение:

Н _тр = (Z ₂ – Z ₁) + h _к + h _пот.

Q = 0

Q = 392

Q = 776

 

 

 

Раздел 2, п. 5. Тема «Уравнение баланса напоров при работе МТП. Линия гидравлического уклона для заданного участка трубопровода»

 

Задача 15

 

По трубопроводу диаметром D = 530x8 мм, шероховатостью D = 0,2 мм перекачивают дизельное топливо. Плотность продукта r = 830 кг/м³, кинематическая вязкость n = 6 сСт. Отметки Z ₁ = 105 м, Z ₂ = 60 м, конечный напор h _к = 40 м. Длина участка 140 км. К перекачке приняты магистральные насосы НМ 1250х60, имеющие характеристику Н = 271 – 43,9×10^-6 Q ².

Напор подпорного насоса в пределах Q = 500 – 1200 м³/ч принять равным h _под = 40 м.

Соединение агрегатов последовательное. Определить рабочие точки системы при работе одного и двух магистральных насосов. Выполнить графическое построение совмещенной характеристики «насос - трубопровод».

Решение

1. Напор подпорного и одного магистрального насосных агрегатов при разных расходах:

Q = 500 м³/ч, Н _маг = 260 м, Н _общ = 260 + 40 = 300 м;

Q = 700 м³/ч, Н _маг = 251 м, Н _общ = 291 м;

Q = 1250 м³/ч, Н _маг = 202 м, Н _общ = 242 м.

2. Напор подпорного и двух магистральных насосов при разных расходах:

Q = 500 м³/ч, Н _общ = 260×2 + 40 = 560 м;

Q = 700 м³/ч, Н _общ = 542 м;

Q = 1250 м³/ч, Н _общ = 444 м.

3. Характеристики трубопровода:

H _т = (Z ₂ - Z ₁) + h _к + h _пот.

Q = 0, H _т = (60 – 105) + 40 = -5 м.

Q = 700 м³/ч.

Скорость потока:

Число Re

Первое переходное число Re:

- режим смешанного трения.

Коэффициент гидравлических сопротивлений:

Н _тр = -5 + 222 = 217 м.

Q = 1200 м³/ч.

- режим смешанного трения.

Н _тр = -5 + 602 = 597 м.

 

4. Графическое построение

 

5. Построение линии теоретической мощности:

Q = 500 м³/ч, Н _маг = 260 м,

квт,

Q = 700 м³/ч, Н _маг = 251 м,

Q = 1250 м³/ч, Н _маг = 202 м,

Рабочие точки:

т. А - Q = 750 м³/ч, Н _общ = 250 м;

т. А₁ - Q = 1010 м³/ч, Н _общ = 480 м.