Задача № 1 вариант 1

Рисунок 1 – Схема насосной установки

При испытании насоса на масле индустриальном И-20 (плотность ρ = 885кг/м³, кинематическая вязкость ν = 0,18∙10^-4 м²/с) измерены: вакуум на входе в насос р_вак = 20 кПа, избыточное давление на выходе из насоса р_ман = 10 МПа, момент на валу M = 50 Н∙м, частота вращения n = 1500 об/мин, расстояние по вертикали между точкой подключения вакуумметра и центром манометра Δz = 0, подача насоса Q = 40 л/мин. Определить КПД насоса, если диаметры всасывающего и напорного трубопроводов равны d_вс=25 мм, d_н=16 мм.

Решение.

Определим КПД насоса как отношение полезной к затраченной мощности

.

Полезная мощность насоса определяется по параметрам жидкости на выходе по формуле .

Затраченная мощность насоса определятся по параметрам механической энергии, передаваемой от приводного двигателя насосу формуле

Вт.

Давление насоса определим, по формуле

.

Найдем скорости во всасывающем и напорном трубопроводах исходя из уравнения расхода жидкости, протекающей по трубопроводам

м/с;

м/с.

Следовательно, давление насоса равно

Па.

Определим полезную мощность и КПД насоса

Вт и .

Ответ: КПД насоса равно 0,848 или 84,8 %.

Задача № 16 вариант 1

Определить допускаемую высоту всасывания поршневого насоса двухстороннего действия при частоте вращения n = 60 об/мин, если диаметр цилиндра D = 220 мм, диаметр штока d_шт = 50 мм, ход поршня h = 240 мм, объемный КПД η_об = 0,9, сопротивление всасывающего клапана h_кл = 0,7 м, температура воды t = 20 °С. Всасывающая труба длиной l = 8 м и диаметром d = 150 мм имеет три колена (ζ_к = 0,3), задвижку (ζ_з = 4,5) и приемный клапан (ζ_кл = 2,5). Коэффициент потерь на трение λ = 0,03.

Как изменится допустимая высота всасывания насоса в после установки воздушного колпака, разделяющего всасывающий трубопровод на два участка l₁ = 7 м и l₂ = 1 м.

Примечание: давление насыщенных паров при 20 °С равно 2,4 кПа; при 40 °С — 7,5 кПа; при 60 °С — 20,2 кПа.

Решение.

Допускаемая высота всасывания без воздушного колпака определяется по формуле ,

где p_a = 1 атм и p_нп = 2,4 кПа– атмосферное давление и давление насыщенных паров ([1]);

кг/м³ – плотность воды ([2]);

h_ин и h_кл – инерционный напор и потери напора во всасывающем клапане.

Инерционный напор определяем по формуле

, м,

где S_вс и S_п – площади поперечного сечения всасывающего трубопровода и поршня;

l_вс – длина всасывающего трубопровода,

м.

Допускаемая высота всасывания без воздушного колпака равна

м.

При установке воздушного колпака на всасывающем ТП допустимая высота всасывания определится по формуле

где h_п1 – потери напора по длине всасывающей трубы от клапана до места включения воздушного колпака;

l₂ – длина всасывающего трубопровода от места включения воздушного колпака до входного отверстия насоса.

Потери напора по длине всасывающей трубы от клапана до места включения воздушного колпака определяются по формуле

м.

Средняя подача насоса и скорость во всасывающем трубопроводе определяются по формулам

; .

м³/с;

м/с.

м.

=>, после установки воздушного колпака допускаемая высота всасывания увеличилась на Δh = h_вс1- h_вс = 7,83 – 0,95 = 6,88 м.