Файл: Содержание Расчет насосной установки 3 Расчет насосной установки.docx

Содержание

Расчет насосной установки

Задание:

Для насосной установки, схема которой представлена на рисунке 14, необходимо:

• 
  подобрать насос;
  
• 
  определить высоту установки насоса (допустимую высоту всасывания);
  
• 
  построить совместную характеристику насоса и характеристику сети, а также характеристику ;
  
• 
  определить установочную мощность насоса.
  

Рисунок 14 – Схема насосной установки

Исходные данные для расчета представлены в таблице 12.

Таблица 12 – Исходные данные для расчета

Перекачиваемая жидкость	Гексан
Температура жидкости , °C	60
Расход жидкости , л/с	12
Геометрическая высота подъема жидкости , м	18
Давление в исходном резервуаре , МПа	0,12
Давление в приемном резервуаре , МПа	2,7
Длина всасывающей линии , м	10
Общая длина трубопровода , м	155

Виды местных сопротивлений в трубопроводной сети представлены в таблице 13.

Таблица 13 – Местные сопротивления в трубопроводе

Вид местного сопротивления	Количество, шт
Всасывающая линия
Обратный клапан с защитной стенкой	1
Плавный попорот на 90°	2
Нагнетательная линия
Задвижка (вентиль)	1
Плавный поворот на 90° (отвод)	6
Выход из трубы	1

---

1. 
   Определение диаметра трубопровода всасывающей и нагнетательной линии
   

Расчет внутреннего диаметра трубопровода выполняем отдельно для всасывающей и нагнетательной (напорной) линии по формуле:
(5.1)
где – внутренний диаметр трубопровода, м;

– скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с.
При этом скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе принимаем равной 0,8 м/с, а скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе – 1,5 м/с. Тогда внутренний диаметр всасывающего трубопровода составит:
м;
расчетный диаметр нагнетательного трубопровода составит:
м.

Действительный диаметр трубы выбираем из ряда размеров труб выпускаемых промышленностью. Затем внутренние диаметры труб всасывающей и нагнетательной линии рассчитываем по формуле:
(5.2)
где – действительный внутренний диаметр трубопровода, м;

– наружный диаметр трубопровода, м;

– толщина стенки трубопровода, м.
Выбираем стандартный размер всасывающего трубопровода
мм. Тогда действительный внутренний диаметр всасывающего трубопровода будет равен:
м.
Выбираем стандартный размер нагнетательного трубопровода

---

мм. Тогда действительный внутренний диаметр нагнетательного трубопровода будет равен:
м.

2. 
   Определение истинной скорости движения жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах
   

Скорость движения жидкости в трубопроводе определяем по формуле:
(5.3)
По принятому действительному диаметру трубы пересчитаем скорость жидкости во всасывающей линии:
м/с.
По принятому действительному диаметру трубы пересчитаем скорость жидкости в нагнетательной линии:
м/с.

3. 
   Определение режима движения жидкости в трубопроводах
   

Режим движения жидкости определяем по значению критерия Рейнольдса по формуле:
(5.4)
где – плотность перекачиваемой жидкости при заданной температуре, кг/м³;

– динамический коэффициент вязкости перекачиваемой жидкости при заданной температуре, Па·с.
По справочным данным определяем плотность и динамический коэффициент вязкости гекана при температуре 60 °С:

кг/м³ мПа·с

---

Тогда для всасывающей линии:

Т.к. , то режим движения жидкости во всасывающем трубопроводе является турбулентным.
Для нагнетательной линии:


Т.к. , то режим движения жидкости в нагнетательном трубопроводе является турбулентным.

4. 
   Расчет коэффициентов трения для нагнетательного и всасывающего трубопроводов
   

Так как в обоих трубопроводах , то коэффициент трения λ является функцией от числа Рейнольдса и относительной шероховатости трубопровода .

Рассчитываем коэффициент трения по формуле А.Д. Альтшуля:
(5.5)
где – эквивалентная шероховатость, мм.

Выбираем для трубопроводов стальные цельносварные трубы с незначительной коррозией. Тогда, согласно справочным данным, абсолютная величина эквивалентной шероховатости составит мм. Тогда коэффициент трения для всасывающего трубопровода равен:
;
для нагнетательного трубопровода:
.

5. 
   Определение потерь напора во всасывающем трубопроводе
   

Расчет потерь напора в трубопроводе всасывания определяем по формуле:
(5.6)
где – сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубопроводе всасывания;

---

– ускорение свободного падения, м/с².
На всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления:

- 1 обратный клапан;

- 2 отвода под углом 90°.
Сумму коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода определяем по формуле:
(5.7)
где – коэффициент местного сопротивления для обратного клапана;

– коэффициент местного сопротивления для отвода на 90°.
Определяем по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений.

Для обратного клапана на трубу с диаметром проходного сечения 149 мм .

Значение коэффициента местного сопротивления для отвода определяется по формуле:
(5.8)
где – коэффициент, зависящий от угла поворота трубопровода;

– коэффициент, зависящий от отношения ,
Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода всасывания .

Для поворота на 90° . Для отношения . Поэтому значение коэффициента местного сопротивления для отвода во всасывающей линии равно:
.
Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода будет равна:
.
Тогда потери напора во всасывающей линии составят:
м.

6. 
   Определение допустимого кавитационного запаса
   

Допустимый кавитационный запас увеличивают по сравнению с критическим на 20-30 %. Тогда

---