Реферат: Гидравлический расчет трубопроводной сети. Подбор центробежного насоса

Гидравлическийрасчет трубопроводной сети. Подбор центробежного насоса.

Вариант №5

Выполнил:

Проверил:

Краснодар2008г.


Расчетно-графическая работа №1

Расчетная трасса водопроводной сети представлена на рисунке 1приложения 1.

Расчетные расходы:

Q2=Q3=Q4 11 Q5=Q6=Q7 15,5 Q8=Q9=Q10=Q11=Q12 20,5 q3-4=q5-6 1 q8-9=q10-11 1,5 Длина участков L1-2=L2-3 30,5 L3-4=L5-6 20,5 L I- 40 L II- 50 L6-7 50,5 L2-8=L10-11=L11-12 51 L8-9=L9-10 15,5 Длина всасывания Lвс= 8,05 Диаметр емкостей Д2=Д3 10 Давление Р1=Ратм 1 Р2 1,5 Р3 1 Высота столба Н1 7 Н2 8 Геодезические отметки Насоса 30 емкости 2 42 емкости3 35 Температура воды 20

1.Расчетводопроводной сети

1.1Определение расчетных расходов воды

Расчетный расходдля любого участка определяется по формуле:

Qpi = Qтi + 0‚5Qпi,

Путевойрасход на участках 6-7, 2-3, 9-10, 10-11, определяется по формуле:

Qпi = qпi·L,

Данныерасчётных расходов на участках водопроводной сети заносят в таблицу 1.1

Таблица 1.1 –Значения расчетных расходов, диаметров труб, скоростей, потерь напора научастках от диаметров труб по ГОСТу

Участка

Расход воды Диаметр скорость Коэф. Скор

Удельное

сопротивление

Потери напора

М3/час

М3/с

м Гост м м/с

с2/м6

м 11.-12 20,5 0,005694 0,085171 0,08 1,133448 1 454 0,851002 10.-11 41 0,011389 0,12045 0,1 1,450814 1 173 0,504606 9.-10 73,125 0,020313 0,16086 0,15 1,150035 1 30,7 0,225792 8.-9 116,875 0,032465 0,203364 0,2 1,033926 1 6,96 0,117562 8.-2 149 0,041389 0,229619 0,25 0,843595 1 2,19 0,031648 6.-7 15,5 0,004306 0,074059 0,08 0,856998 1 454 0,364238 6.-5 41,25 0,011458 0,120816 0,125 0,934183 1 76,4 0,009371 I 35,44974 0,009847 0,112001 0,125 0,802825 1 76,4 0,2379 II 31,55026 0,008764 0,105661 0,1 1,116428 1 173 0,014835 3.-4 88,25 0,024514 0,176714 0,175 1,019686 1 20,8 0,637271 2.-3 109,5 0,030417 0,196843 0,2 0,968684 1 6,96 0,190245 1.-2 269,5 0,074861 0,308811 0,3 1,059605 1 0,85 0,153948 0.-1 269,5 0,074861 0,398674 0,4 0,596028 1 0,186 0,005001

1.2Определение диаметров трубопровода

Знаярасчётные расходы по участкам водопроводной сети, определяем расчетные диаметрыпо формуле:

/>,

где dpi — расчетный диаметр трубна расчетном участке, м;

Qpi — расчетный расход водына этом участке, м3/с;

V — скорость движения водыв трубопроводе, принимается V = 1м/с, для расчетного участка 0-1 скорость равна V= 0,7 м/с.

Значениерасчетных диаметров dpi<sub/>и диаметров по ГОСТу dгост для участков сети заносятв таблицу 1.1

1.3Определение расчетных скоростей

После подборадиаметра по ГОСТу уточняют реальную скорость движения воды в трубопроводе поформуле:

/>,

Значение Vpi заносят в таблицу 1.1

1.4Определение потерь напора на участках

Потери напорана участках нагнетательного трубопровода находят по формуле:

/>,

где /> - потеринапора по длине на данном участке водопровода, м;

/> - коэффициент,учитывающий скорость движения воды на расчетном участке

/>– коэффициент,учитывающий местные потери напора на расчетном участке (Км=1,05‑1,10)

/> – удельноесопротивление на расчетном участке, определяемое в зависимости от dгост и материала стенок труб,/>.

Потери напораво всасывающем трубопроводе 0-1, определяется по формуле:

/>,= 0,005 м

Величиныпотерь напора на участках водопроводной сети заносим в таблицу 1.1

1.5Определение потерь напора

Птери напора в нагнетательном 1,884558 Геометрический напор 20 Геометрическая высота = 7 6,845852 Абсолютное давление 2 Геометрический напор 26,84585 Стаический напор 36,84585 Напор насоса 38,88456

Потери напорана участке 12-2 определяются по формуле:

/>.= 1,73м


1.6Подбор центробежного насоса

Пономенклатуре центробежных насосов подбирается марка соответствующего насоса Д320-50 с характеристиками />=0,0748 м3/с и />=38,88м.

1.7Характеристика водопроводной сети. Выбор рабочей точки насоса

Коэффициентводопроводной сети примет вид:

/>= 363,7828

Задаваясьзначениями расхода водопроводной сети Qi в пределах равных от (0.8÷ 1.4)·QH и подставляя в формулу (1.21) получим значения напорацентробежного насоса Нi для каждого расхода воды. Полученные данные Нi<sub/>и Qi<sub/>занесем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 — Характеристика трубопроводной сети

Q1 0,059889 0,074861 0,089833 0,104806 H1 36,84585 38,15062 38,88456 39,78159 40,84172

Нахарактеристику центробежного насоса Н = f(Q) (рисунок 1.1), нанесемв том же масштабе характеристику водопроводной сети Н1=f(Q1) полученную в результатерасчета из (таблицы 1.2).

Точкапересечения характеристик насоса Н=f(Q) и водопроводной сети Н1=f (Q1) является рабочей точкойнасоса. Она показывает, что данный центробежный насос, работая на водопроводнуюсеть, развивает напор НН, создает подачу QH, затрачивая определеннуюмощность NH, при КПД насоса — />.

/>

Рисунок 1.1 — Характеристика марки центробежного насоса

1–характеристикаводопроводной сети; А– рабочая точка насоса.

1.8Расчет электродвигателя

Расчетнаямощность электродвигателя находится по формуле:

/>=5 Квт

Зная />, частотувращения насоса — n, условия работы насоса, характеристику окружающей среды подбираетсяэлектродвигатель для данного центробежного насоса.

Исходныеданные для РГР №2

Расчетныйрасход нефтепродукта: Q1 = 80+0,1.N.n, м3/ч;

Длинанагнетательного трубопровода: LH = L1-2 = 200+0.1.N.n, м;

Длинавсасывающего трубопровода: LВС = 5+0,01.N.n, м;

Давление вемкостях: P1 = Ратм; Р2 = 2·Ратм;

Высота столбажидкости в емкости 2: Н2 = 8м;

Вязкостьнефтепродукта: ν = 2. 10-4 м2/с;

Плотностьнефтепродукта: ρ = 850 кг/м3;

Геометрическиеотметки: Насоса/>= 20м;

Емкости 2 /> = 35м.

Q1 = 80+0,1.N.n, м3/ч;

80,5

LH = L1-2 = 200+0.1.N.n, м;

200,5

LВС = 5+0,01.N.n, м;

5,05

P1 = Ратм;

1 Р2 = 2·Ратм; 2

2.Трубопроводная сеть для перекачки вязкой жидкости

 

2.1Гидравлический расчет трубопроводной сети

Расходжидкости определяется по формуле:

Qpi = Qтi,  Данные расчетныхрасходов заносят в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 –Значения расчетных расходов, диаметров труб, скоростей, потерь напора научастках от диаметров труб по ГОСТу

Участка

Расход воды Диаметр скорость Коэф. Скор

Удельное

сопротивление

Потери напора

М3/час

М3/с

м Гост м м/с

с2/м6

м 1.-2 80,5 0,022361111 0,168776455 0,2 0,712137297 0,9 6,96 0,560955411 0.-1 80,5 0,022361111 0,217889467 0,25 0,45576787 0,6 2,19 0,004378524

Потери напорана участках сети определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

/>

где /> – коэффициент гидравлическоготрения по длине;

КМ-коэффициент, учитывающий местные потери напора

на расчетномучастке (Км=1,05‑1,10)

Li – длина данного участка,м.

Коэффициентгидравлического трения /> находится исходя из зоны гидравлическогосопротивления. Для этого необходимо определить число Рейнольдса (Re) и абсолютнуюэквивалентную шероховатость />стенок трубопровода.

ЧислоРейнольдса определяется по формуле:

/> 

Коэффициентгидравлического сопротивления для этого случая определяется по формуле Шифринсона:

/>.

Для нагнетательного трубопровода Число Рейнольдса 1294795,085 Коэффициент гидравлического трения 0,021647886 Для всасывающего трубопровода Число Рейнольдса 113941,9674 Коэффициент гидравлического трения 0,020473307

Полученныерезультаты заносятся в таблицу 2.1.

2.2Определение напора насоса

Потери во всасывающем трубопроводе 0,004379 1 вариант Птери напора в нагнетательном 0,560955 Геометрический напор 18 Геометрическая высота = 7 6,995621 Абсолютное давление 3 Геометрический напор 24,99562 Стаический напор 44,99562 Напор насоса 45,56096 Коэффициент водопроводной сети 1130,624

2.3Подбор центробежного насоса

Пономенклатуре центробежных насосов по таблице приложения подбирается маркасоответствующего насоса с характеристиками />=0,022 м3/с и />=45,56 м. Знаямарку насоса К 90-55 выбираются графические характеристики центробежного насоса(рисунок 2.1). Используя значения /> и />, выбираем из рисунка 2.1 значенияH, N, />, где верхние линии дляне обточенного рабочего колеса, средние линии частично обточенного и нижниелинии для обточенного рабочего колеса.

/>

Рисунок 2.1 — Характеристика марки центробежного насоса

2.3Пересчет характеристик центробежного насоса

Так каквязкость перекачиваемой жидкости />, больше вязкости воды, необходимопересчитать характеристики насоса с воды на вязкую жидкость по формулам:

/>,

/>,

/>,

где /> — коэффициентыпересчета характеристик насоса с воды на вязкие жидкости. Принимаются порисунку 2.2 в зависимости от числа Рейнольдса, которое определяется по формуле:

/>,

где />  — подачанасоса при максимальном КПД на воде

(принимаютсяиз рисунка 2.1), = 0,025м3/с;

/> — эквивалентныйдиаметр, м;

/> — кинематическаявязкость жидкости, м2/с.

/>

Рисунок 2.2 –Коэффициенты пересчета характеристик насоса с воды на вязкие жидкости

Эквивалентныйдиаметр определяется по формуле:

/>

где />– внешнийдиаметр рабочего колеса (Д2 = 200 ÷ 300 мм), м

/> – шириналопатки рабочего колеса на внешнем диаметре, принимается по паспортным даннымнасоса (/>=15÷20 мм),м;


/> - коэффициентстеснения, />.


Число Re на вязкую жидкость

931,695 Дэ 0,134164

Пересчетхарактеристик ведется в табличной форме (таблица 2.2)

Потребнаямощность определяется по соответствующим показателям работы насоса на вязкойжидкости таблица 2.2 по значениям расхода, напора и коэффициента полезного действия:

/> 

Результатывычислений заносятся в таблицу 2.3

Расход при мах КПД 0,025 Напор при МАХ КПД 42 МАХ КПД 0,71 Коэффициент Kq 0,85 Коэффициент Kh 0,9 Коэффициент Kn 0,58

Таблица 2.2 –Показатели работы насоса на воде и вязкой жидкости

Подача насоса, м3/с

Напор насоса, м КПД насоса Q

KQ

Q Hh Kh H n Kn n 0,02 0,85 0,017 50,4 0,9 45,36 0,852 0,58 0,49416 0,025 0,85 0,02125 42 0,9 37,8 0,71 0,58 0,4118 0,03 0,85 0,0255 33,6 0,9 30,24 0,568 0,58 0,32944

Таблица 2.3 –Потребная мощность определяется по соответствующим показателям работы насоса навязкой жидкости

Qi 0,017 0,02125 0,0255 Ni 1,560466 1,950583 2,340699

Нахарактеристики насоса на воде наносятся пересчитанные характеристики этогонасоса при работе на вязкой жидкости рисунок. 2.4.

/>

Рисунок 2.4 –Характеристика трубопроводной сети и работы насоса на вязкой жидкости

2.4    Построениехарактеристики трубопроводной сети

Характеристикатрубопроводной сети определяется по формуле:

/>,

Из уравнениякоэффициент трубопроводной сети примет вид:

/>.

Задаваясьзначениями расхода вязкой жидкости Qi в пределах равных от(0.8 ÷ 1.4)·QH и подставляя в формулу получим значения напора центробежногонасоса Нi для каждого расхода вязкой жидкости. Полученные данные Нi<sub/>и Qi<sub/>занесем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 — Характеристика трубопроводной сети на вязкую жидкость

Q1 0,017889 0,022361 0,026833 0,031306 H1 44,99562 45,35744 45,56096 45,8097 46,10368

Нахарактеристику центробежного насоса Н = f(Q) (рисунок 2.4), нанесемв том же масштабе характеристику трубопроводной сети на вязкую жидкость Н1=f(Q1) полученную в результатерасчета из (таблицы 2.4).

Точкапересечения характеристик насоса Н=f(Q) и трубопроводной сети на вязкую жидкость Н1=f (Q1) является рабочей точкойнасоса. Она показывает, что данный центробежный насос, работая на трубопроводнуюсеть, развивает напор НН, создает подачу QH, затрачивая определеннуюмощность NH, при КПД насоса — />.

2.5    Расчетэлектродвигателя

Расчетнаямощность электродвигателя находится по формуле:

/>=4,9Квт

Зная />, частотувращения насоса — n, условия работы насоса, характеристику окружающей средыподбирается электродвигатель для данного центробежного насоса.

еще рефераты
Еще работы по промышленности, производству