Таблица 1 – варианты задания к расчетно-графической работе

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 9Следующая ⇒

Таблица 1 – варианты задания к расчетно-графической работе

№

варианта

Q, м³ /ч

T,⁰С

P_б, МПа

P_а, МПа

H_г, м

L₁, м

L₂, м

0,235

0,145

0,245

0,16

0,26

0,18

0,28

0,175

0,245

0,155

0,255

0,165

0,285

0,145

0,235

0,16

0,235

0,18

0,245

0,175

0,26

0,155

0,28

0,165

0,245

0,145

0,255

0,16

0,285

0,18

0,235

0,175

0,235

0,155

0,245

0,165

0,26

0,145

0,28

0,16

0,245

0,18

0,255

0,175

0,285

0,155

0,235

0,165

0,235

0,145

0,245

0,16

0,26

0,18

0,28

0,175

0,245

0,155

0,255

0,165

    В таблице 1 обозначено:

Q – расчетная подача жидкости, м³ /ч ;

T – начальная температура воды,⁰С ;

P_а – давление жидкости в резервуаре А, МПа;

P_б – давление жидкости в резервуаре Б, МПа;

H_г – геометрическая высота подачи жидкости, м;

L₁ – длина всасывающего трубопровода, м;

L₂ – длина нагнетательного трубопровода, м.

3.Методические рекомендации к выполнению расчетно-графической

работы

3.1 Исходные данные к расчетно-графической работе для выбранного варианта записать в таблицу по форме

№

варианта

Q, м³ /ч

T,⁰С

P_б, МПа

P_а, МПа

H_г, м

L₁, м

L₂, м

3.2 Изобразить схему насосной установки.

    Центробежный насос подает воду с начальной температурой Т,^оС и с начальной плотностью ρ, кг/м³ из резервуара А в резервуар В. Жидкость в резервуарах имеет соответствующие давления P_а, МПа и P_б, МПа . Передача жидкости из резервуара А в резервуар Б происходит на геометрическую высоту Н_г, м. Трубопроводы имеет длину: всасывающие L₁, м, нагнетательные L₂, м. Имеются нагнетательные сопротивления: всасывающая коробка с обратным клапаном (коэффициент местного сопротивления e=4,5). Насосная установка рассчитывается на подачу жидкости Q, м³ /ч.

Рис.1 Схема насосной установки

3.3 Расчет центробежного насоса

Основным рабочим органом центробежного насоса (рис. 1) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.

Рис.2. Схема центробежного насоса.

Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v , будет действовать центробежная сила F.

Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение).

Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера в форме улитки, куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.              

    Для расчета насоса в первую очередь необходимы следующие данные:

Q, м³ /с - подача насоса (внимание, в таблице 1 размерность м³/ч) ;

Н_Г, м – геометрическая высота подачи жидкости.

Напор и частоту вращения насоса необходимо определить в расчетах.

Расчетный напор насоса расходуется на преодоление:

· (Р_б-Р_а) - разности давлений на свободных поверхностях жидкости в напорном и приемном резервуарах, МПа;  

· Н_Г - геометрическая высота подъема, м;

· h_{r,l труб} – потери напора возникающие при движении жидкости в трубопроводах, как до, так и после насоса.

Расчетного диаметр трубы определяется

, м,                                    (3.1) 

где:

Q – подача насоса, м³/с;

Vэк - наиболее экономичная скорость течения воды в трубопроводе , м/ с (принимаем ).

После  расчета диаметра D подбирается трубопровод по ближайшему стандартному значению (смотри приложение Б).

По таблицам Шевелева Ф.А. (см. приложение Б) определяется средняя скорость течения и гидравлический уклон:

V_ср- средняя скорость течения в трубе, м/с

 I - гидравлический уклон, м

Q – подача насоса, м³/с.

Расчет потерь напора по длине

, м,                (3.2)

где:

L₁ и L₂ – длина трубопроводов всасывающего и нагнетающего соответственно, м.

Потери напора на местные гидравлические сопротивления определяются

 , м,                      (3.3)

где:

ε- коэффициенты местного сопротивления в различных устройствах водопроводной сети; ε = 4,5.

 g – ускорение свободного падения, м/с².

v_ср – средняя скорость течения в трубе, м/с.

Суммарное значение напора определяется

, м   (3.4)

где:

- плотность жидкости, выбирается по таблице Шевелева (см. приложение Б), кг/м³;

P_а  – давление в аппарате А, МПа;

P_B – давление в аппарате В, МПа;

h_{l труб} – потери напора по длине, м;

Н_г - геометрическая высота подъема, м.

Выбирается насос по приложению В. Вписываются данные: марка и частота вращения.

Рассчитывается коэффициент быстроходности n_S.

,                         (3.5)

где:

j -  число ступеней давления насоса (принимается j=1);

z - число потоков (принимается z=1);

n – частота вращения, мин^-1;

Q – подача центробежного насоса, м³/с.

По значению коэффициента быстроходности определяется примерное значение отношения диаметров D₂/D₀  и выбирается тип рабочего колеса (рисунок 3).

 Определяется объемный КПД насоса, который обусловлен объемными потерями из-за перетекания жидкости через переднее уплотнение колеса и уплотнение втулки вала между ступенями насоса

,                            (3.6)

где:

  n_s- коэффициент быстроходности. 

Рис. 3 Конструктивные типы рабочих колес.

1- тихоходное колесо, n_s = 40 ÷ 80; 2 – нормальное колесо, n_s = 80 ÷ 150; 3 – быстроходное колесо, n_s = 150 ÷ 300;  4 – диагональное колесо, n_s = 300 ÷ 600; 5 – осевое или пропеллерное колесо, n_s = 600 ÷ 1200.

где обозначено:

  D₀ – диаметр входа жидкости в колесо;

  D₂ – диаметр рабочего колеса;

  b₂ – ширина лопастей на выходе.

 Определяется приведенный диаметр, условный диаметр живого сечения входа в рабочее колесо

, м.                            (3.7)

Определяется гидравлический КПД насоса

.                 (3.8)

Механический КПД принимается .

     Расчет полного КПД

    .                                (3.9)

Рассчитывается мощность на валу

, Вт.                        (3.10)

  Крутящий момент

, Н∙м.                         (3.11)

где P – мощность на валу, Вт;

  π = 3,14 – постоянный коэффициент;

  n – частота вращения, мин^-1.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?