Определение напора и мощности насоса. Определение наименьшей допустимой высоты, при которой насос еще будет всасывать

Страницы работы

Содержание работы

Условие задачи.

Насос создает циркуляцию дизельного топлива в замкнутой системе. В нагнетательной линии l2d2 включен радиатор А с коэффициентом x=20. Всасывающая труба имеет длину l1, диаметр d1. В стыке этих труб в тоске С подключен компенсационный бачок с высотой уровня Н над осью насоса. Подача насоса Q. Остальные отметки z=0.

Определить:

1. Напор и мощность насоса, подобрать его, дать характеристику.

2. Определить наименьшую допустимую высоту Н, при которой насос еще будет всасывать.

3. Решить ту же задачу по пунктам 1 и 2, если вязкость топлива возрастет на 40%.

4. Сформулировать выводы.

l2,

м

l1,

м

d2,

мм

d1,

мм

r,

кг/м3

n´104, м2

Н

Q,

м3

85

75

55

65

850

0,065

11,5

70


Решение.

1. Определяем напор насоса. При установившемся режиме работы установки, когда расход в системе трубопроводов не меняется со временем, развиваемый насосом напор равен потребному напору установки:

Ннпотр

Потребным напором установки Нпотр называется энергия, которую необходимо сообщить единице веса жидкости для ее перемещения по трубопроводу установки при заданном расходе. Пренебрегая малыми скоростными напорами, имеем:

Нпотрст+åhn, где

åhn – сумма потерь напора во всасывающей трубе (hn вс) и в нагнетательной трубе   (hn н):

åhn= hn вс+ hn н

Hст – статический напор установки – разность гидростатический напоров жидкости:

Hст=(z2+) - (z1+)

В циркуляционных установках Нст=0, т.к. приемный и напорный уровни совпадают, т.е. напор насоса целиком затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления системы, Þ,

Нн= hn вс+ hn н

Потери в нагнетательной линии складываются из линейных потерь на трение и местных потерь в радиаторе:

hn н=

Найдем коэффициент линейных потерь l2. Для этого найдем число Re, и граничные значения ReI  и ReII.

Re=

Q=70м3/ч=0,0194м3

Re=

ReI=10/e, ReII=500/e, e= kэ /d

Для трубы стальной новой бесшовной kэ=0,015 мм

e=0,015/55= 2,7×10-4

ReI=10/2,7×10-4=3,7×104

ReII=500/2,7×10-4=1,8×106

Т.к. ReI< Re< ReII, то l2 рассчитывается по формуле Альтшуля

l=0,11

l2=0,11

hn н==52,5×4,41=179,03 м.

Потери во всасывающей линии состоят из линейных потерь на трение

hn вс=0,0827

Аналогично нагнетательной линии найдем Re, ReI, ReII, режим течения жидкости и коэффициент местных потерь l1 во всасывающей линии

e=0,015/65=2,3×10-4

Re=

ReI=10/2,3×10-4=4,3×104

ReII=500/2,3×10-4=2,2×106

Т.к. ReI< Re< ReII, то l1 рассчитывается по формуле Альтшуля

l1=0,11

hn вс=0,0827×0,0212×м

Напор насоса Нн=179,03+42,4=221,43 м

Теоретическая мощность насоса вычисляется по формуле

Nт=QrgНн

Nт=0,0194×850×9,8×221,43=35865,4Вт=35,9 кВт

По каталогу находим насос который при подаче 70 м3/ч развивает напор 110,5 м – это насос НК 65/35-125 с ротором 1, и числом оборотов n=2950 об/мин, диаметр рабочего колеса D2=305 мм, b2=9,55 мм. КПД при данной подаче равно h=55%. Устанавливаем два таких насоса последовательно для  того, чтобы развить нужный нам напор 221 м.


2. Для того чтобы насос работал без кавитации должно выполняться условие

Pv £ hдоп

hдоп – допустимый кавитационный запас  зависит при данном режиме работы насоса от упругости паров жидкости и величины атмосферного давления.  По характеристике насоса находим hдоп=18 м.

Pv=H++ hn вс= H++ hn вс

H £ hдоп– hn вс

H £18––42,4=–26,2

Т.к. H<0 насос необходимо располагать ниже уровня компенсационного бачка.


3.Вязкость топлива возросла на 40%, значит, n=0,091×10-4 м2

Во всасывающей линии

Re=

Re=

ReI=3,7×104, ReII=1,8×106

Т.к. ReI< Re< ReII, то l1 остается тем же, значит, hn вс=42,4м

В нагнетательной линии

Re=

ReI=4,3×104, ReII=2,2×106

Т.к. Re> ReI, то l2 вычисляется по формуле Блазиуса

l=

l2=

hn н==54,2×4,41=239,02м.

Напор насоса  Нн=239,02+42,4=281,42м

Мощность насоса Nт=QнrgНн

Nт=0,0194×850×9,8×281,42=45478Вт=45,5кВт

По каталогу находим насос который при подаче 70 м3/ч развивает напор 140,5 м – это насос НК 65/35-125 с ротором 1, и числом оборотов n=2950 об/мин, диаметр рабочего колеса D2=320 мм, b2=9 мм, КПД при данной подаче равно h=55%. Устанавливаем два таких насоса последовательно для  того, чтобы развить нужный нам напор 281 м.

По характеристике насоса находим hдоп=18 м.

H £ hдоп– hn вс

H £ 18––42,4=–26,2


3. Выводы:

При увеличении вязкости на 40% потери возросли на 59,99 м, что составляет 27,1 % от первоначальных потерь. Допустимый кавитационный запас изменился на 4 м, т.е. 19,8%.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Гидромеханика
Тип:
Контрольные работы
Размер файла:
73 Kb
Скачали:
0