Расчет насосной установки с требуемой подачей Qз=0,5 м3/с

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра горных машин и комплексов

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Расчет насосной установки

Выполнил студент гр. ГЭ-081:

Чернявский А.Г

Проверил: Ананьев К.А.

Кемерово 2011

Исходные данные

Расчетная схема приведена на графическом листе приложенная к данной РГР.

ℓ₁= 26 м,  ℓ₂= 16 м, ℓ₃= 8 м, ℓ₄= 26 м, ℓ₅= 40 м, ℓ₆= 55 м.

α₁ =45, α₂ = 90,α₃ =80.

Элементы схемы: приемная сетка без клапана, вентиль «Рей», тройник.

Р_вх=10² Па, Р_вых=10⁵Па,

Перекачиваемая жидкость: ацетон при температуре 50^о, имеющая плотность =792 кг/м³

Требуемая подача Q_з=0,5 м³/с

Расчет характеристики сети

Сперва начнем с определения требуемых диаметров. По формуле d_тр=1.13*√Q_з/V рассчитываем:

d_вс=1.13*√0,5/0,9=0,842 м,

d_наг=1.13*√0,5/1,6=0,631 м.

Из сортамента электросварных труб по ГОСТ10704-63 принимаем трубы:

- для всасывающего трубопровода

   труба 0,920*16

- для нагнетающего трубопровода

труба  0,720*16

Коэффициенты местных сопротивлений взяты из справочной литературы.

Дальнейшие расчеты сводим в таблицу.

Рассчитываемый параметр	Формула	Всасывающий трубопровод		Нагнетающий трубопровод
Фактические скорости движения жидкости в трубе, м/с	V=4Q/πd2	0,752		1,228
Число Рейнольдса	Re=Vd/ν	449564,3		574443,2
Коэффициент Дарси	λ=0,11√(∆э/d+68/Re)	0,020634		0,021674
Коэффициенты сопротивлений и эквивалентные длины труб, м	α1 – ξ = 0,03	2,229		ℓэкв = 1,66
	α2 – ξ =0,03	-		ℓэкв  = 3,32
	α3 – ξ =0,03	-		ℓэкв = 2,952
	Приемная сетка без клапана (ξ=3)	ℓэкв =2,229		-
	Вентиль «Рей»	-		ℓэкв =116,2681
	Тройник			4,982
Расчетная длина трубопровода, м	L=∑ℓ+∑ℓэкв	44,22		270,1868
Коэффициенты уравнения характеристики сети Hс=A+БQ2	А = ((рвых - рвх)/ρg) + Нг = 26,383
	Б = 8/gπ2((λв*Lв/dв )+( λн*Lн/dн) = 2,617
Требуемый напор, м	Нт = А + БQз2		27,0383

Выбор насоса и получение режимной точки

Определяющими параметрами при выборе насоса является заданная подача Qз и требуемый напор Нт. Подача Qз=0,5,  а напор Нт=27,0383 характеристика сети. По сводным графикам полей Q – H из каталога, выбираем насос 12НДс с n=960 мин^-1 (при параллельном соединении двух насосов). Паспортные характеристики приведены на графическом листе.

Аппроксимируя характеристику насоса Q – H формулой

H=aQ² + bQ +c,

Рассчитав данную формулу, имеем

H= -129,9474*Q² +0,898*Q +34,985.

Анализ характеристики Q – H насоса показывает, что в данном случае получение заданного режима работы насосной установки рационально осуществить изменением обточкой рабочего колеса.

По формулам пересчета характеристик насоса путём изменения частоты вращения насоса

i=0,989;

Q₂=Q₁i,          H₂=H₁i²,               N₂=N₁i³.

Далее вычисляем коэффициент параболы пересекаемый исходную характеристику насоса

K=(Hт/2)/Qз²=27,0383/(0,25/2)²= 432,6128,

и формула параболы обточки будет Н=432,6128*Q².

Совместное решение уравнений дают координаты пересечения характеристики насоса и параболы увеличения частоты вращения: Q_Б=0,252м³/с и Н_Б=23,55  м.

По формуле определяем коэффициент изменения частоты вращения

i==0,989.

При пересечении характеристики Н_вак^доп-Q следует использовать зависимость

Все результаты проведенных расчетов представлены графически, что позволяет выявить возможные ошибки и дать им оценку.