Описание конструкции насоса. Определение максимальной подачи насоса из условия бескавитационной работы насоса типа НК

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра гидравлики и гидромашин

Домашнее задание №1.1.

Вариант 8

Выполнил:	ст.гр. ГГ-99-01 Габитов А.З.
Проверил:	Савичев Е.А.

2001 год

Условие задачи:

Для установки, представленной на рис. длина подводящего трубопровода 1, диаметр d. Перекачиваемая жидкость имеет кинематический коэффициент вязкости n, плотность  и давление насыщенных паров Р_s при температуре t (табл. 1). Заглуб­ление насосной z_н, взлив z. Местные сопротивления указаны на рис.

1. Дать описание конструкции насоса, зарисовать его характеристику. Пересчитать ее на вязкость. Рассчитать к.п.д. насоса при вязкости n на оптимальной подаче.

2. Определить максимальную подачу насоса Q при температуре t из условия бескавитационной работы насоса типа НК.

Вар.	Тип насоса	Жидкость	r	n×104. м2/с	Ps,38× ×10-5 Па	t °С	d, м	l, м	z, м	zн, м
8	НК-200/120-2	нефть	840	2.3	0,25	45	0.225	155	1	-2

Давление насыщенных паров при температуре t рассчитывается по формуле

Р_s,t=.

Рис. 1.

I. Характеристика насоса НК-200/120-2:

График зависимости напора – Н, мощности – N, КПД – h, и допустимого кавитационного запаса Dh от подачи Q на рис. 2.

Рис 2.

Оптимальные характеристики насоса n=2950 об/мин, Q=120 м³/ч, Н=120 м, h=67%. По каталогу находим наружный диаметр рабочего колеса – D₂=320 мм, ширина рабочего колеса на выходе – b₂=7 мм.

Для пересчета на вязкую жидкость используется т.н. номограмма.

Найдем эквивалентный диаметр по формуле:

D_экв=, где k – коэффициент стеснения сечения рабочего колеса лопатками на выходе, k=0,9.

D_экв==44,9 мм,

Найдем число Рейнольдса:

Re=×10³==3227,8.

По номограмме определим коэффициенты пересчета характеристик насоса для перекачки вязких жидкостей – k_h=0,78; k_Q=0,96; k_н=0,98;

Для пересчета характеристик используем формулы:

Q_н=Q_в×k_Q, Н_н=Н_в×k_н, h_н=h_в×k_h

Q_н=120×0,96=115,2 м³/ч, Н_н=120×0,98=117,6 м, h_н=0,78×67=52,26%.

Мощность насоса:

N_н=Q_н×Н_н×r×g/h_н=115,2×117,6×840×9,81/(0,5226×3600)=59338 Вт»59,3 кВт.

II. Насос работает на максимальной подаче при Dh=Dh_доп,

Dh=(Р_ат–Р_s)/(rg)–h_1-2+h, где h=z_н, h_1-2 – потери в трубопроводе.

Пересчитаем давление насыщенных паров по формуле:

P_s,20=(45/38)^0,69×0,25×10⁵=0,281×10⁵ Па.

h_1-2=0,0827×l×l×Q²/d⁵+0,0827×x×Q²/d⁴, x=20.

Re=4×Q/(p×d×n)

(Р_ат–Р_s)/(rg)+h=(10⁵–0,281×10⁵)/(840×9,81)–2=6,73 м

Рассчитаем потери при нескольких значениях подачи Q и построим график зависимости потерь от Q.

Q	Re	l	h1-2	Dh	Dhдоп
70	478.6	0.1337	1.37	5.36	3.2
80	547.0	0.1170	1.60	5.13	3.25
90	615.4	0.1040	1.85	4.88	3.3
100	683.8	0.0936	2.10	4.63	3.35
110	752.2	0.0851	2.37	4.36	3.45
120	820.5	0.0780	2.64	4.09	3.6
130	888.9	0.0720	2.93	3.80	3.8
140	957.3	0.0669	3.22	3.51	4

Т.к. Re<Re_кр, то l=64/Re.

По графику находим максимальную подачу Q_max=130 м³/ч, h=3,8 м.