В сливной системе навозоудаления вода для смыва забирается из резервуара-накопителя А центробежным насосом и подается в одинаковом количестве Q в два помещения В и С, которые находятся на высоте hв = 4 м, hc = 9 м. Трубопровод АК имеет приведенную длину l =50 м, трубы КС и KBимеют одинаковую длину lкс = lкв= l2 = 100 м, диаметр всех труб равняется dкв=dкс=dак. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ζвс = 5.
1. Определить, какое дополнительное сопротивление необходимо ввести в трубу KBпутем прикрытия задвижки, чтобы обеспечить требуемое равенство расходов.
2. Подобрать центробежный насос, начертить его рабочие характеристики H = f(Q),η = f(Q).
Определить рабочую точку при работе насоса на сеть, подсчитать мощность на валу насоса.
Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.
Дано: Q = 2,5∙10-2 м3/с,
dвс = 0,15 м, dн = 0,1 м
Решение
1. Для того, чтобы расходы Q, подаваемые насосом в помещения В и С были одинаковые, должно выполняться условие:
где hКВ,КС – потери напора в трубах КВ и КС соответственно; hb и hс – геометрические высоты подъема соответственно в помещениях В и С, м.
Потери напора в трубопроводах запишутся:
где υ – скорость движения жидкости в трубе, м/с;
l и d – длина и диаметр трубопровода;
λ – коэффициент сопротивления трения;
Ʃζ – сумма местных сопротивлений в трубопроводе.
Выразим скорость через расход и подставим в формулу потерь:
Определим коэффициент сопротивления трения λ в нагнетательном трубопроводе с измененным диаметром dн = 100 мм.
Для определения λ необходимо определить режим движения жидкости, 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.
Re> 2320 (режим турбулентный), значит нужно определять составной критерий:
, где – абсолютная шероховатость, принимаем по справочным данным: = 0, 375 мм. [1].
следовательно, коэффициент можно определить по формуле Шифринсона (для квадратичной зоны):
Определим местные сопротивления для трубопроводов КВ и КС:
где ζзад = 0,12 – коэффициент местного сопротивления задвижки [1]; ζкол – коэффициент местного сопротивления плавного поворота на 900, принимаем при отношении и R/d = 1: ζкол = 0,29 [1].
Для трубопровода КС:
Определим потери напора в трубопроводах, подставив числовые данные:
Вычислим дополнительное сопротивление, которое необходимо ввести в трубу КВ.
Следовательно, потери напора в трубопроводе КВ:
Для того, чтобы определить дополнительное сопротивление, выразим его как коэффициент местного сопротивления:
Тогда
2
. Полный напор насоса будет:
Потери напора в трубопроводе КС и геометрическая высота подъема hС известны.
Определим потери напора в трубопроводе АК, который состоит из всасывающего трубопровода и нагнетательного трубопровода. На участке АК расход должен быть равен 2Q, т.к. в помещения подается одинаковое количество воды Q = 0,025 м3/с. Так как в условии задачи изменились данные по диаметру нагнетательного трубопровода, он стал d = 100 мм, необходимо выбрать длины всасывающего и нагнетательного участков трубопровода АК. Скорости движения на этих участках и потери напора будут различны. Из схемы видно, что всасывающий трубопровод расположен горизонтально, т.е. высота Нвс = 0, следовательно, длину всасывающего трубопровода можно принять любой.
Для уменьшения потерь напора длину всасывающего участка трубопровода АК принимаем больше длины нагнетательного, т.к. dвс˃ dн. Возьмем длину всасывающего трубопровода lвс = 40 м, длину нагнетательного lн = 10 м.
Определим полный напор насоса:
Выбираем центробежный насос. Для обеспечения подачи Q = 50 л/с = 180 м3/ч при напоре Н = 31,4 м подходит насос К160/30 [2]. Техническая характеристика насоса представлена в таблице 1.
Таблица 1
К160/30, DК=328, DВ =150 n =1450
Q, м³/ч H, м N, кВт η
36 37,5 12 35
72 38 15 58
108 37,5 18 69
144 35 20 74
180 32 22 75
216 27 24 71
3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
