Задача 23. Подбор насоса для перекачивания жидкости.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Задача 23. Подбор насоса для перекачивания жидкости.



Подобрать центробежный насос для перекачки воды из открытой емкости в аппарат при следующих параметрах: расход жидкости 38 м3/ч, температура жидкости 20ºС. Длина всасывающей части трубопровода 10 м, нагнетающей части – 18 м. Высота уровня жидкости относительно насоса 3,5 м. Насос поднимает жидкость на высоту 5,5 м. Давление в аппарате 5,5 атм. На всасывающем участке трубопровода установлены диафрагма и 3 задвижки, на нагнетательном участке трубопровода имеется 4 колена под углом 90º и 2 прямых вентиля. При расчетах принять скорость жидкости на всасывающем участке около 1,5 м/с.

Рис. 13

Решение:

Так как трубопровод не имеет никаких ответвлений, т.е. не происходит никаких потерь расхода из трубопровода, то расход на всем протяжении трубопровода постоянен Q=38 м3/ч=0,0106 м3/с.

Для подбора насоса требуется знать расход, который он перекачивает, а также необходимый потребный напор.

Составим уравнение потребного напора

,

где Нвс – геометрическая высота всасывающей линии, Нвс = 3,5 м;

    Нгеом – геометрическая высота нагнетающей линии, Нгеом = 5,5 м;

    Р2 – давление в точке потребления, в аппарате, Р2 =5,5 атм =5,5∙105 Па;

    ρ – плотность жидкости, при температуре 20ºС плотность воды (см. приложение) ρ=1000 кг/м3;

     – потери напора на преодоление конструктивных сопротивлений трубопровода, и сопротивлений по длине трубопровода

    hвс – потери напора на всасывающем участке трубопровода,

    hнг – потери напора на нагнетательном участке трубопровода,

Определяем диаметр всасывающего участка трубопровода

.

Принимаем значение диаметра (см. приложение) .

Уточняем значение скорости во всасывающем трубопроводе

.

Для обеспечения без кавитационной работы насоса необходимо чтобы диаметр нагнетательной линии был больше диаметра всасывающей линии, принимаем диаметр нагнетательной линии

Определяем значение скорости в нагнетательном трубопроводе

.

ξвход в труб – коэффициент местного сопротивления при входе жидкости в трубу, ξвход в труб=0,5 (см. приложение);

ξкол 90º – коэффициент местного сопротивления колена при угле поворота 90º ξкол 90º=0,15 (см. приложение);

ξдиаф – коэффициент местного сопротивления диафрагмы, принимаем
ξдиаф =0,13 (см. приложение);

ξзадв – коэффициент местного сопротивления задвижки, ξзадв =0,5

ξвен.прям  – коэффициент местного сопротивления прямого вентиля,
ξвен.прям =0,5

ξвен.прям  – коэффициент местного сопротивления при выходе из трубы,
ξвыход из труб =1

Для определения коэффициентов Дарси λвс, λнг необходимо определить режим движения жидкости. Ввиду того, что трубопровод состоит из двух участков с отличающимися диаметрами трубопроводов, то необходимо определять режим движения жидкости отдельно на каждом участке.

,                       .

,             .

Так как Reвс>2320 и Reнг>2320, то режим движения жидкости на обоих участках трубопровода будет турбулентным.

При турбулентном режиме движения жидкости коэффициент Дарси определяется в зависимости от режима движения жидкости и области сопротивления.

Определяем границу области сопротивления гидравлически гладких труб

,

где Δ – абсолютная шероховатость трубы. Принимаем в качестве труб – трубы стальные сварные при незначительной коррозии Δ = 0,2 мм [2]

             

Так как Reвс > Reг/гл вс и Reнг > Reг/гл нг, то определяем границу переходной области сопротивления

Так как Reкв вс > Reвс > Reг/гл вс, а Reкв нг > Reнг > Reг/гл нг, то область сопротивления на обоих участках трубопровода – переходная.

Для переходной области сопротивления коэффициент Дарси определяется по формуле

Подставляем все известные параметры в исходную формулу потребного напора

.

Полезная мощность насоса

Подбираем центробежный насос для перекачки воды по производительности и напору: расход Q = 0,0106 м3/с; потребный напор Нпотр=65,76 м.

Из [10] выбираем насос Х90/85 производительностью 0,025 м3/с и потребным напором Нпотр=70 м. Насос снабжен электродвигателем АО2-81-2 с номинальной мощностью 40 кВт и частотой вращения вала п=48,3 об/с.

Предельная высота всасывания (для исключения кавитации), определяется из условия

,

где А – зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря, принимаем, А =1 атм = 10 м (см. приложение);

  ht – высота, соответствующая давлению насыщенного пара, по [2] при нормальных условиях ht=0,24 м;

  hвс – потери напора во всасывающей линии, hвс=0,44 м;

  Нкав – высота обеспечивающая безкавитационную работу насоса

.

Условие выполняется, следовательно, расположение выбранного насоса (согласно рис.11) является допустимым.

 



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.16.13 (0.015 с.)