Построение кривой потребного напора

 

Первые два слагаемых формулы (4.7) не зависят от расхода. Их сумма называется статическим напором:

 

                       (4.10)

 

 м.

 

Потери напора в трубопроводе определяются по принципу сложения потерь напора, тогда с учетом формулы (4.6) и (4.9) получаем:

 

.             (4.11)

 

С учетом  и , формула (4.11) приобретает вид:

 

. 

 

= 14587,73 с²/м⁵.

 

Таким образом, потребный напор при разных подачах насоса может быть определен как:

 

.                    (4.12)

 

Для построения кривой потребного напора необходимо задаться несколькими значениями расхода жидкости, причем как меньше заданного расхода, так и больше его, а также равным заданному, и по формуле (4.12) рассчитать потребный напор.

По данным таблицы 4.1 строят график зависимости Н _потр = f (Q) (рисунок 4.2).

 

Таблица 4.1 – Данные для построения кривой потребного напора

 

Q, м^3/с	0	0,005	0,01	0,015	0,02	0,022	0,025	0,03
Н потр, м	27,92	28,29	29,38	31,21	33,76	34,98	37,04	41,05

 

 

Рис. 4.2 – Кривая потребного напора

Построение совместной характеристики сети и главной

характеристики насоса, а также характеристики насоса η = f (Q)

Данные для построения главной характеристики насоса Н = f (Q) и характеристики η = f (Q) берутся из характеристик насосов приведенных в справочных материалах (таблицы 4.2 и 4.3). Обе эти зависимости строятся в тех же координатных осях, что и кривая потребного напора (рисунок 4.3).

 

Таблица 4.2 – Данные для построения главной характеристики насоса 4К-12 (приложение Б)

 

Q, м^3/с	0	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
Н, м	37,0	38,0	39,0	38,0	37,0	34,5	31,0

 

Таблица 4.3 – Данные для построения характеристики η = f (Q) для насоса 4К-12 (приложение Б)

 

Q, м^3/с	0	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03
η, %	0	35	56	68	75	80	78

 

1 – характеристика сети; 2 – главная характеристика насоса;

3 – характеристика сети после регулирования (без расчета);

4 – характеристики насоса η = f (Q)

 

Рис. 4.3 – Совместная характеристика сети и главная

характеристика насоса, а также характеристики насоса η = f (Q)

Точка пересечения главной характеристики насоса и характеристики сети – рабочая точка В. Этой точке соответствует подача Q = 23 л/с. Для обеспечения заданной подачи Q = 22 л/с необходимо осуществить регулирование подачи насоса. Наиболее простой способ регулирования – изменение характеристики сети. Изменить характеристику сети можно с помощью изменения местного сопротивления трубопровода (установку вентиля, задвижки, крана). При этом изменится значение коэффициента А в формуле (4.15). На рисунке 4.3 кривая 3 – характеристика сети после регулирования. При этом точка В ₁ – новая рабочая точка, соответствующая заданной подаче Q _задан. При этой подаче напор насоса составит Н = 36 м, а коэффициент полезного действия насоса 77 %.

 

 

Расчет полезной и потребляемой мощности

 

Полезная мощность насоса рассчитывается по формуле:

 

Вт.                     (4.13)

 

Потребляемая мощность (мощность на валу) насоса определяется по формуле:

 

,                                              (4.14)

 

где – коэффициент полезного действия насоса.

 

Вт.

Задание 2

 

Для насосной установки по схеме рисунка 4.4:

1. Определить неизвестные величины.

2. Подобрать насос.

 

Рис. 4.4 – Схема насосной установки

 

Варианты для расчета задания 2

Пример расчета сложного трубопровода

Перекачиваемая жидкость – толуол; температура жидкости t = 80 ºС; давление в исходном резервуаре Р ₁ = 1,2 ата; давление в точке разветвления Р _А = 2,0 ати; расход жидкости в ветви АВ Q ₃ = 2,0 л/c; расход жидкости в ветви АС Q ₄ = 1,5 л/c; высота всасывания h _вс = 3,0 м; высота Н _С = 10,0 м; длина всасывающей линии l ₁ = 15,0 м; длина напорной линии l ₂ = 6,0 м.

 

4.2.1. Определение внутреннего диаметра трубопроводов

Ветвей АВ и АС

 

Зададимся скоростью движения жидкости в ветвях АВ и АС соответственно = 1,5 м/с; = 1,5 м/с.

 

 

Внутренний диаметр трубопровода согласно формуле (4.3) будет равен:

 

- для ветви АВ:

 

 м;

 

- для ветви АС:

 

 м.

 

Действительный диаметр труб выбираем из стандартного ряда размеров труб выпускаемых промышленностью (приложение А). Выбираем стандартный размер трубопровода ветви АВ d _н3× δ ₃ = 48×4,0 мм, а для трубопровода ветви АС d _н4× δ ₄ = 45×4,0 мм. Тогда внутренние диаметры трубопроводов согласно формуле 1 будут равны:

 

 м;

 

 м.

 

Пересчитаем скорость жидкости в ветвях:

 

 м/с;

 

 м/с.