Из водоисточника в водонапорную башню вода температурой t°C перекачивается по стальному трубопроводу центробежным насосом с объемным расходом Q

1. Потребный напор насоса для заданного трубопровода будет равен:
где Нг – геометрическая высота нагнетания воды;
hсв – свободный напор в наивысшей точке подачи воды, принимаем hсв = 10 м;
hs – потери напора в трубопроводах (местные и по длине): hs = hв+ hн;
hв – потери на линии всасывания, м, hн – потери на линии нагнетания, м.
,
где – коэффициент гидравлического сопротивления трения;
l – длина трубопровода, м;
d – диаметр трубопровода, м;
i – сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Потери напора на линии всасывания (во всасывающем трубопроводе местные потери напора принимаем равными 100% от потерь по длине):
Потери напора на линии нагнетания (местными потерями в нагнетательном трубопроводе по условию задачи можно пренебречь):
Тогда: hs = hв+ hн = +
Определим скорость движения воды во всасывающем трубопроводе:
Определим коэффициент гидравлического сопротивления трения.
Для этого найдем число Рейнольдса по формуле:
,
где ν – коэффициент кинематической вязкости, принимаем его при температуре 10˚С равным 1,31· 10-6 м2/с [2].
Re > 2320 (режим турбулентный), значит нужно определять составной критерий:
,
где – абсолютная шероховатость, выбирается из [2], = 0,03 мм
Определим коэффициент по формуле Альтшуля, т.к.:
( )
Определим потери напора на линии нагнетания
Общие потери напора:
hs = +
Выразим скорости в формуле hs через расход жидкости:
и
+
Потребный напор:
По потребному напору насоса Н и расходу Q выбираем 2 центробежных насоса, включенных последовательно (при последовательном соединении насосов напор удваивается) [4]:
Таблица 1.
Техническая характеристика насоса
К90/55, DК=218, DВ =100 n =2900
Q, м³/ч H, м N, кВт η
18 62 11 25
36 63 13 43
54 62 16 60
72 60 17 70
90 54 18 72
108 48 21 69
126 40 22 60
По табличным данным строим характеристики насосов (рис.1).
Для построения характеристики трубопровода воспользуемся полученной формулой потребного напора Н