Для сети подобрать центробежный насос, определить оптимальный способ регулирования его производительности и максимальную высоту установки zmax. Исходные данные: Q = 140 м3/час - производительность насоса; ± ΔQ = 8 м3/час - пределы регулирования производительности насоса; ро = 105 Па - давление в питающей ёмкости; рк = 2 · 105 Па - давление в приёмном резервуаре; lв = 15 м - длина линии всасывания, lн = 22 м - длина линии нагнетания; z = 10 м - расстояние по вертикали между уровнями жидкости в приёмном резервуаре и питающей ёмкости; t = 30 oC - температура перекачиваемой жидкости - воды.
Решение
Выбираем диаметры трубопроводов исходя из максимальной производительности насоса, рекомендованных в них скоростей потока и стандартного сортамента труб:
Qmax = Q + ΔQ = 140 + 8 = 148 м3/час - 0,0411 м3/с.
Q = 140 м3/час - 0,0389 м3/с.
Рекомендуемые скорости течения м/с:
- во всасывающем трубопроводе υвс = 0,8…1;
- в нагнетательном – υн = 1…3.
Принимаем для всасывающего и нагнетательного трубопроводов υвс = υн = 1 м/с:
Выбираем по сортаменту трубу с внешним диаметром D = 219 мм и толщиной стенки δ = 4,5 мм, тогда диаметр живого сечения (без учёта толщины стенок) dвс(н) = 210 мм.
Уточним значения скоростей в трубопроводах исходя из выбранных диаметров:
На всасывающей трубе устанавливается заборный клапан с сеткой и коэффициентом местного сопротивления ξкл = 5,4, а также запорный вентиль с ξв = 4,5. Такой же запорный вентиль устанавливается на нагнетательном трубопроводе
. Все отводы (повороты) на трубе плавные с R/D = 1 и углом 90о, для них принимаем ξо = 1. Трубы новые стальные со значением эквивалентной шероховатости Δ = 0,1 мм. Кинематическая вязкость воды при 30 оС ν = 0,801 · 10-6 м2/с.
Определим режим течения жидкости в трубопроводе:
Число Рейнольдса соответствует развитому турбулентному режиму.
Построим напорную характеристику трубопровода.
Необходимый напор, развиваемый насосом, определяется по следующей формуле:
В нашем случае: - Δz = 10 м, Σh - потери напора в трубопроводе.
Потери напора при движении жидкости по трубе складываются из потерь на трение по длине и потерь на местных сопротивлениях:
Для определения потерь напора при развитом турбулентном течении воспользуемся формулой Вейсбаха - Дарси:
Определим значение коэффициента гидравлического трения λ по формуле Альтшуля, используемой для турбулентного течения:
Тогда, с учётом того, что трубопровод состоит из двух участков lв = 15 м и lн = 22 м, содержит в себе 5 (3 + 2) отводов с ξо = 1; 2 вентиля с ξв = 4,5; впускной клапан с сеткой ξкл = 5,4 и выход трубы в бак с ξвых = 1, имеем:
тогда необходимый напор насоса Нн:
Нн = 10 + 2,04 + 1001·Q2 = 12,04 + 1001·Q2
Задаваясь рядом значений Q, найдём необходимые напоры и построим напорную характеристику трубопровода.
Определим напор, соответствующий максимальной подаче:
Нн = 12,04 + 1001·Q2max = 12,04 + 1001·0,04112 = 13,73 м
Зная необходимые расход Qmax = 0,0411 м3/c = 148 м3/час, напор Нн = 13,73 м можно приступить к выбору насоса.
Максимальная полезная мощность насоса:
Nн = Qmax · ρ · g · Hн = 0,0411 ·1000 · 9,81·13,73 = 5536 Вт
Выбираем насос 4 Х - 12 с диаметром колеса Dк = 179 мм.
Потребляемая насосом мощность при η = 0,45 (по характеристике):
Nп = Nн /η = 5536 / 0,45 = 12302 Вт
Мощность приводного электродвигателя с учётом коэффициента запаса 1,2 будет равна - 14762 Вт
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
