Выбор центробежного насоса для заданных условий работы
Определение напора и мощности при уменьшении подачи на 20% при регулировании следующими способами: Произведем пересчет характеристик по формулам подобия, зная что подача уменьшилась на 20%: Hа=29 м, Qа= 77 л/с — рабочая точка лежит в рабочей зоне, следовательно насос выбран правильно. При требуемой по условию задачи подаче Q=70 л/с потребный напор составит: = 24,5 + = 28,8 м вод ст. Таким… Читать ещё >
Выбор центробежного насоса для заданных условий работы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Выбор центробежного насоса для заданных условий работы
Подобрать насос для подачи воды из приемного водоема в напорный резервуар. Геометрическая высота подачи Нг=z2-z1=15 м. Абсолютное давление на свободной поверхности в водоеме р1=98,1 кПа; в напорном резервуаре р2=200 кПа. Подача воды составляет Q=0,07 м3/с. Диаметр всасывающего трубопровода dвс=300 мм; длина линии всасывания Lвс=5 м. Местные сопротивления на всасывающем трубопроводе: приемный клапан с защитной сеткой жп.к.=6; два отвод (колено) — жотв=0,8; монтажная задвижка (полностью открытая) жзадв=0,1. Диаметр напорного трубопровода dн=200 мм, длина Lн=80 м. Местные сопротивления на напорном трубопроводе: регулирующая задвижка (полностью открытая) жзадв=0,1; три отвода — жотв=1,2; водомерная диафрагма внутри трубы с отношением площадей 0,6 — ждиафр=2; выход в бак под уровень — жвых=1. Шероховатость труб — ?э=0,14 мм. Температура воды 12оС.
Исходные данные
№ вар | Нгеом, m | Р1,кПа | Р2, кПа | Колено Всасывающее | Колено Нагнит ания | Q, м3/с | Dвс, мм | Dн, мм | Lвс, м | Lн, м | мм | |
98.1 | 0.07 | 0.14 | ||||||||||
Полученные результаты
№ вар | Vвс м/с | Vн м/с | Reвс *105 | Reн *105 | вс | н | hмн м | hмвс м | hлн м | |
0.99 | 2.23 | 2.17 | 3.25 | 0.0184 | 0.0191 | 7.64 | 0.3 | 4.3 | ||
hлвс м | ?h, м | Hст м | S, с/м2 | Hпотерь м | Марка насоса | |
8.9 | 21.14 | 25.4 | 691.53 | 28.8 | К 290/30 n=1450 об/мин | |
Принципиальная схема насосной установки: 1 — расходный резервуар; 2 — фильтр; 3 — обратный (приемный) клапан; 4 — электродвигатель; 5 — насос; 6 — регулирующая задвижка; 7 — напорный резервуар; 8 — водомерная диафрагма; 9 — манометр; 10 — вакуумметр; 11 — монтажная задвижка Гидравлический расчет трубопроводной системы насосной установки.
Найдем средние скорости:
на линии всасывания на напорной линии Определим режим движения, для чего вычислим число Рейнольдса:
Reвс= = = 2,17*105;
Reн= = = 3,25*105;
Таким образом, режим движения на линии всасывания и нагнетания — турбулентный.
Определим коэффициент трения по длине, используя обобщенную формулу: л= 0.25, тогда лвс= 0.25= 0,0184; лн= 0.25= 0,0191;
Определим суммарные гидравлические потери в системе:
Уhw = + + + = + = + = + = 691,53 Q2
Определим потенциальную (статическую) часть напора сети:
= = 25,4 м Запишем уравнение характеристики сети:
= 25,4 + Q2;
При требуемой по условию задачи подаче Q=70 л/с потребный напор составит: = 24,5 + = 28,8 м вод ст.
По сводному графику рабочих полей лопастных насосов устанавливаем, что напор Н=28,8 м и подачу Q=70 л/с обеспечивает насос типа К290/30 при n=1450 об/мин.
Строим характеристику сети, для этого вычисляем Hсети задаваясь величинами Q:
Q л/с | |||||||||||
Hсети, м | 25,4 | 25,5 | 25,7 | 26,5 | 27,1 | 27,9 | 28,8 | 29,8 | |||
Строим характеристику насоса
Q, л/с | ||||||||||||
Ннасос, м | 34,3 | 34,7 | 34,8 | |||||||||
Нанесем данные таблицы на график с характеристикой насоса. Точка пересечения характеристики сети =?(Q) c характеристикой насоса =?(Q) есть рабочая точка данной насосной установки.
Hа=29 м, Qа= 77 л/с — рабочая точка лежит в рабочей зоне, следовательно насос выбран правильно.
Определение параметров рабочей точки при параллельном и последовательном соединении двух одинаковых (выбранных) насосов.
Последовательное соединение
68,6 | 69,4 | 69,6 | |||||||||||
характеристика насоса
25,4 | 25,5 | 25,7 | 26,5 | 27,1 | 27,9 | 28,8 | 29,8 | 31,4 | 32,9 | 34,5 | |||
характеристика сети Параллельное соединение
34,3 | 34,7 | 34,8 | |||||||||
характеристика насоса
25,4 | 25,7 | 26,5 | 27,9 | 29,8 | 31,4 | 34,5 | 38,1 | 42,2 | 46,9 | 52,2 | |
характеристика сети
Определение напора и мощности при уменьшении подачи на 20% при регулировании следующими способами:
а) дросселированием Дроссельное регулирование осуществляется введением дополнительного гидравлического сопротивления в напорную линию трубопровода. С этой целью установим в непосредственной близости от насоса дроссель (задвижку).
Тогда характеристика сети будет иметь вид:
Нсети = Нст +Q2
Нсети = Нст + 27 406,22Q2
Нсети = 25.4 + 691,53Q2
Q = 56 л/с => H = 27.6 м вод ст Мощность Данный способ очень прост, но ведет к снижению экономичности, т. к. часть создаваемого напора идет на преодоление гидравлических потерь в дросселе.
б) изменением частоты вращения:
Этот способ регулирования приводит к изменению характеристики насоса и, следовательно, рабочего режима.
Произведем пересчет характеристик по формулам подобия, зная что подача уменьшилась на 20%:
частота вращения n2= 1192 об/мин.
напор насоса:
мощность насоса:
в) обточкой колеса:
Заключается в уменьшении наружного диаметра рабочего колеса.
Для расчета требуемых параметров воспользуемся формулами подобия:
=>
Кавитационный расчет насосов.
Допускаемый кавитационный запас составляет:
= (1,21,3)
Критический кавитационный запас определим по формуле С. С. Руднева:
=4.3= 4/3=2,788 м, насосный установка гидравлический центробежный Тогда = ;
где n — число оборотов рабочего колеса, об/мин;
Q — подача насоса, м3/с;
C — кавитационный коэффициент быстроходности, равный для обычных насосов С = 1000;
Из условий бескавитационной работы насоса определяется допускаемая геометрическая высота всасывания из открытого резервуара:
где
Допустимая вакуумметрическая высота всасывания при бескавитационной работе насоса и всасывании из открытого резервуара:
.
Библиографический список
1. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. — М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.
2. Н.Е. Лаптева ЛОПАСТНЫЕ ГИДРОМАШИНЫ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой «Гидравлика» Научный редактор: доц., канд. техн. наук А. В. Некрасов.