Файл: Курсовая работа по дисциплине Нагнетатели и тепловые двигатели на тему Подбор насосов и компрессоров.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.03.2024

Просмотров: 25

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный технический университет»

(ТвГТУ)

Кафедра Гидравлики, теплотехники и гидропривода

Курсовая работа

по дисциплине

«Нагнетатели и тепловые двигатели»

на тему

«Подбор насосов и компрессоров»

Вариант №6

Выполнил: студент 3-го курса

ИЗДПО

Группа Б.АЭС.ТТ-19.56

Гарайханов В.И.

Проверил: к.т.н., доц.

Шелгунов В.В.




Тверь 2022


Содержание

Введение……………………………………………………………. 3

 1. Задание 1…………………………………………………………..4

2. Задание 2  …………….…………………………………………..10

Заключение…………………………………………………………..19

               Библиографический список………………………………………..20

Введение

Цель изучения дисциплины состоит в ознакомлении с теоретическими основами и принципами действия компрессоров различных типов, работающих на разнообразных рабочих телах (воздух, кислород, фреон, аммиак и другие газы); насосов и вентиляторов, в энергетическом хозяйстве промышленных предприятий. С конструктивным оформлением этих машин, методами их расчета и конструирования, характерными режимами и технико-экономическими показателями их работы.

Задачи изучения дисциплины:

– получить представление об использовании нагнетателей в различных отраслях народного хозяйства, включая тепловые электрические станции;

– освоить методы расчета основных характеристик машин, позволяющие производить коррекцию характеристик при изменении типоразмеров, условий эксплуатации и т. д.;

– освоить методы конструирования машин по заданным условиям;

– изучить отдельные конструкции гидромашин на примере насосов, вентиляторов, компрессоров.

Целью курсовой работы является расчет и подбор нагнетателей для работы в условиях определенных производств.

1. Задание 1

Центаробежный насос подает воду в количестве Q при температуре t C из открытой емкости А на геометрическую высоту Hо в закрытую емкость В, избыточное давление в которой Рм показывает манометр (рис. 1). Геометрические размеры всасывающего ( I1, d1, R) и нагнетательного ( I
2, d2,R) трубопроводов заданы, материал труб: новые, стальные, цельнотянутые.




Исходные данные:

Номер варианта
Q, м3/c
Pm МПА
Но, м
I1, м
d1, м
I2, м
d2, м
R, м
t, С

6
0,05
0,2
20
5
0,11
45
0,1
0,2
20

Дополнительные данные:

p, кг/м3
v, м2/c
Δэ ,м

998,2
1,01E-06
3,00E-05

Требуется: 1.Составить уравнение гидравлической сети;

2.Построить графическое изображение этого уравнения в координатах Q и H. Определить потребляемый напор насосной установки Нпотр:

3. По справочнику либо по каталогу выбрать центробежный насос и вычертить его характеристики: Н(Q), N(Q), n(Q) при частоте вращения n;

4. Определить параметры рабочей точки насоса. Определить, обеспечит ли выбранный центробежный насос подачу воды в заданном количестве Q при расчетном напоре Нпотр. Если нет, то найти необходимую частоту вращения ni при которй будут обеспечены условия задачи;

5. Пересчитать характеристики насоса H(Q), N(Q), и n(Q) на найденную частоту вращения ni, вычертить их и определить мощность и КПД насоса при заданных условиях;

6. Подобрать к насосу электродвигатель.

РЕШЕНИЕ

Необходимый ( потребный) напор насосной установки

Нпотр=Нст+ ∑∆hn=40,424+20,984=61,4 м

Статический напор Hст(разность гидростатических напоров в напорном и приемном резервуарах)

Hст=(z2+p2/p∙g)-(z1+p1/p∙g).

В данном случае

Нст=Но+Рм/p∙g=20+200000/998,2*9.81=40,424 м

Сумма потерь напора

∑∆hn=∑∆hn.bc+∑∆hn.н=2,117+18,868=20,984 м

Сумма потерь во всасывающем трубопроводе

∑∆hn.bc=∑∆hn.bc.дл+∑∆hn.bc.
m=0,993+1,124=2,117 м

Сумма потерь во всасывающем трубопроводе по длине

∑∆hn.bc.дл.=0,0827∙Q2/d41∙ξ1∙l1/d1=0,0827*0,0502*0,01547*5/0,1105=0,993 м,

где коэффицент гидравлического трения

ξ1=0,11(∆э/d1+68/Re1)0,25=0,11∙(3,00E-05/0,11+68/573015)0,25=0,01547.

Где число Рейнольдса

Re1=4∙Q/ξ∙d1∙v=4*0,050/3,14*0,110*1,01E-06=573015.

Сумма потерь напора во всасывающем трубопроводе в местных сопротивлениях.

∑∆hn.dc.m=0,0827∙Q2/d41∙(ξвх+ξпов)=0,0827*0,0502*(0,50+0,296)/0,1104=1,124 м,

где ξвх=0,5- коэффициент сопротивления входа во всасывающий трубопровод.

ξпов =0,296- коэффициент сопротивления поворота.

Сумма потерь в напорном трубопроводе.

∑∆hn.н.=∑∆hn.н.дл.+∑∆hn.н.м=14,544+4,324=18,868 м.

Сумма потерь в напорном трубопроводе по длине.

∑∆hn.н.дл=0,0827∙Q2/d42∙ξ1∙l2/d2=0,0827*0,0502*0,01563*45/0,1005=14,544 м,

где ξ2-коэффициент гидравлического трения.

ξ2=0,11∙(∆э/d2+68/Re2)2=0,11∙(3,00E-05/0,100+68/630317)0,25=0,01563

Где число Рейнольдса.

Re2=4∙Q/ ξ∙d2∙v=4*0,050/3,14*0,100*1,01E-06=630317

Сумма потерь напора в напорном трубопроводе в местных сопротивлениях

∑∆hn.н.м.=0,0827Q2/d42∙(2∙ξпов+ξкр+ξвых) = 0,0827·0,0502·(2·0,296+0,5+1,0)/0,1004=4,324 м.

Где ξвых=1,0-коэффициент сопротивления входа в резервуар

ξкр = 0,5- коэффициент сопротивления крана(вентиля)

Сумму потерь напора можно выразить формулой

∑∆hn=s∙Q2,

где коэффициент s в первом приближении можно считать константой и график характеристики сети представляет собой квадратичною параболу:

Нпотр(Q)=Hcm+∑∆hn=Hcm+s∙Q2

Найдем коэффициент s

S=∑∆hп/Q2=20,984/50,02=0,00839 м/(л/с)2

Построим характеристику сети согласно таблице 1.

Таблица 1. Характеристика сети

Q, л/c
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

Н,м
40,4
40,6
41,3
42,3
43,8
45,7
48
50,7
53,9
57,4
61,4
65,8
70,6
75,9

По справочнику подберём насос.

Выберем насос 1Д200-90а n=2900 об/мин; D2=247 мм с характеристиками

Таблица 2.

Q, л/с
0,0
5,6
11,1
16,7
22,2
27,8
33,3
38,9
44,4
50,0
55,6
61,1

Н, м
82,9
82,7
82,5
81,1
81,5
80,6
79,5
78,0
76,2
71,3
64,5
0,0

n,%
0,0
16,0
29,5
41,0
51,5
60,0
66,5
71,0
73,8
76,0
73,0
0,0

N, кВт
0,0
28,13
30,4
32,7
34,5
36,6
39,1
41,9
45,0
51,2
57,8
0,0

Построим графики H(Q), N(Q), n(Q).




Точка пересечения характеристик системы и наносная являются рабочей точкой с координатами

Qp=56,9 л/с

Hp=69,5 м

np=75,5%

Np=53,2 кВт.

Рабочая точка не вполне соответствует условиям задачи:

Q=50,0 л/c;

Hпотр=61,4 м.

Для полного соответствия найдем новую частоту вращения двигателя.

Через искомую точку, отвечающую условиям задачи проведем параболу подобных режимов (ппр).

Найдем коэффициент S

S=Hпотр/Q2=61,4/50,02=0,02456 м/(л/c)2.

Посторим параболу подобных режимов (ппр) согласно таблице 3.

Таблица 3. Парабола подобных режимов

Q, л/с
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

H=sQ2, м
0
0,61
2,46
5,53
9,83
15,4
22,1
30,1
39,3
49,7
61,4
74,3
88,4
104

Находим координаты точки пересечения параболы подобных режимов с кривой насоса

Qпер=52,4 л/c;

Hпер=72,0 м.

Новая частота вращения

n,=n∙Q/Qпер=2900*50,0/54,2=2677 об/мин.

Отношение частот, необходимое для пересчета характеристик насоса на новую частоту

k=n,/n=2677/2900=0,923

Пересчет характеристик насоса выполним по формулам

Q,=k∙Q

H,=k2∙H

n,=n

N,=k3∙N

Таблица 4. Пересчитанные характеристики насоса

Q,, л/c
0,0
5,1
10,3
15,4
20,5
25,6
30,8
35,9
41,0
51,3
61,5

H,, м
70,6
70,5
70,3
70,0
69,4
68,7
67,7
66,5
65,0
60,8
55,0

n, %
0,0
16,0
29,5
41,0
51,5
60,0
66,5
71,0
73,8
76,0
73,0

N,=кВт
0,0
22,14
23,9
25,8
27,1
28,8
30,8
33,0
35,4
40,3
45,5

Точка пересечения характеристик системы и пересчитанной на частоту характеристики насоса является рабочей точкой с координатами

Q,p=50,0 л/с; Нр=61,4 м; n,p=76,0%;

N,p=39,6 кВт- потребляемая насосом мощность или или полезная мощность электродвигателя

Рабочая точка полностью соответствует условиям задачи

Q=50,0 л/c

Нпотр=61,4 м

Подберем к насосу электродвигатель.

Выберем АИР225М2 с характеристиками

N=55 кВт.

Задание 2

При проектировании компрессорной станции для снабжения сжатым воздухом промышленного предприятия необходимо выполнить расчет поршневого компрессора на максимальную заданную подачу воздуха и ра

Смотрите также файлы