- •1.Классификация видов движения подвижных сред и методы описания движения жидкости (методы Эйлера и Лагранжа)
- •Формула расчета массового расхода:
- •5. Вывод дифференциальных уравнений движения идеальной жидкости( уравнений л. Эйлера)
- •6. Вывод уравнения д. Бернулли для установившегося движения идеальной жидкости и анализ его составляющих.
- •7. Энергетический смысл и геометрическая интерпретация уравнения д. Бернулли для идеальной жидкости.
- •9. Дифференциальное уравнение движения реальных жидкостей (уравнение Навье-Стокса). Критерии гидродинамического подобия.
- •10. Опыты о. Рейнольдса. Критерий Рейнольдса. Ламинарный, турбулентный и переходный режимы движения жидкости.
- •12. Средняя, максимальная и местная скорость потока. Закон распределения скорости по сечению потока (закон Стокса). Соотношение между максимальной и средней скоростями потока при ламинарном режиме.
- •13. Расчет расхода жидкости при ламинарном режиме движения (уравнение Пуазейля).
- •15.Турбулентный поток и его структура. Интесивность пульсаций итурбулентная вязкость потока. Закон распределения скорости по сечению потока
- •16.Гидравлические потери по длине трубопровода. Вывод уравнения дАрсиВейсбеха . Коэф гидравлического трения
- •17.Графики Никурадзе. Абсолютная и относительная шероховатость труб. Понятия гидравлических гладких и шереховатых труб
- •19) Внезапное расширение потока. Расчет потерь напора (уравнение Борда)
- •21) Простой трубопровод. Расчет потерь напора в трубопроводе . Кривые потребного напора простого трубопровода. Простой трубопровод
- •2.3.2 Понятие экономичной скорости
- •22) Последовательные и параллельное соединение простых трубопроводов. Построение результирующих линий потребного напора.
- •23) Понятие гидравлического удара. Формула Жуковского. Определение величины повышения давления при прямом полном и неполном гидравлическом ударе.
- •28. Гидромашина — это устройство, создающее или использующее поток жидкой среды.
- •Шестеренные
- •Винтовые
- •31.Основное технические показатели насосов
- •32. Графические характеристики центробежных насосов.
- •33. Главная характеристика насоса. Рабочая область насоса.
- •34. Устройство и принцип действия центробежного насоса. Трансформация д. Бернулли в центробежном насосе. Запуск насоса в работу.
- •35.Движение жидкости в канале рабочего колеса насоса. Определение расхода жидкости.
- •36. Основное уравнение центробежных машин. Теоретический и действительный напоры центробежного насоса.
- •37.Совместная работа насоса и трубопровода. Глубина всасывания насоса.
- •38. Насосная установка. Определение напора развиваемого насосом.
- •39. Насосная установка. Определение характеристик насоса (подачи, напора, кпд). Расчет затрат мощности потребляемой электродвигателем насоса.
- •40.Работа насоса на сеть. Определение положения рабочей точки насоса.
- •41.Подбор центробежного насоса по каталогам. Методика подбора насосов для простого трубопровода.
- •7.4. Примеры расчета и подбора центробежного насоса
- •42.Законы пропорциональности для центробежных насосов.
- •43.Регулирование подачи центробежного насоса изменением характеристики сети. Другие методы регулирования подачи насоса и их анализ.
- •7.3. Методы регулирования подачи центробежного насоса
- •47 Кавитация , кавитационный запас, формула руднева
- •48 Шерстяные насосы
- •49 Производетельность шестеренного насоса (регулирование не нашел)
41.Подбор центробежного насоса по каталогам. Методика подбора насосов для простого трубопровода.
7.4. Примеры расчета и подбора центробежного насоса
Пример 7.1 Определить полный напор насоса действующей установки, если Q=60л/с, диаметр всасывающего патрубка d1 = 250 мм, диаметр нагнетательного трубопровода d2 = 200 мм, показания манометра рм = 6,5 ат, показание вакуумметра рв = 0,35 ат; расстояние по вертикали от точки присоединения вакуумметра до центра манометра Z0 = 0,4м.
Решение: Определим скорости воды во всасывающем и нагнетательном патрубках насоса
Полный напор насоса определим по уравнению (7.1) полагая также, что поток в трубах движется в турбулентном режиме, а это значит что .При этом также учтем, что р1=ра+рмар2=ра-рв
м вод.ст.
Пример 7.2Определить отметку установки оси насоса, перекачивающего холодную воду с расходом 60 л/с, если диаметр всасывающей линии dв = 250 мм, длина этой линии lв = 25 м, на ней установлены: всасывающий клапан с сеткой, 4 колена и задвижка. Отметка допустимого уровня воды в резервуаре 77 м. По каталогу насосов допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса 4,6 м. Решение: Геометрическая высота всасывания насоса определяется из уравнения
,
где Нвак = 4,6 м – допустимая высота всасывания;
hпв– потери напора во всасывающем трубопроводе, м.
Определим скорость движения воды в трубопроводе
Установим режим движения воды определив при этом значение критерия Рейнольдса
Полагая, что трубопровод выполнен из стальных труб с незначительной коррозией (Δ = 0,2 мм), определим значение комплекса
Сравнивая полученное значение со значением критерия Рейнольдса, выбираем расчетную зависимость для определения коэффициента гидравлического трения, и поределяем его величину
Находим потери по длине всасывающего трубопровода:
Определяем потери напора на преодоление местных сопротивлений
Потери напора во всасывающем трубопроводе
Геометрическая высота всасывания составит
Отметка оси насоса должна находиться на 77+3,7 = 80,7 м.
Пример 7.3 При испытаниях центробежного насоподбса с частотой вращения рабочего колеса при n = 1500 об/мин получены следующие данные:
Таблица 7.1– Данные для главной характеристики насоса по примеру 7.1
-
ПодачаQ, л/с
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Напор Н,
м вод.ст.
6,25
6,35
6,27
6,1
5,9
5,5
5,16
4,6
3,75
Определить напор, развиваемый насосом, при его работе на сеть, зависимость потребного напора от подачи которой описывается уравнением Нпот = КQ2, гдеК = 0,1·106с2/м5.
Решение: В координатных осях строим графическую характеристику насоса (рисунок 7.6) по данным, приведенным в таблице 7.2.
По заданному уравнению сформируем массив данных, который сведем в таблицу, и по нему строим характеристику сети на том же графике.
Таблица 7.2 –Данные расчета характеристик сети
ПодачаQ, л/с |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Напор Н, м вод.ст. |
0 |
0,1 |
0,4 |
0,9 |
1,6 |
2,5 |
3,6 |
4,9 |
6,4 |
Рисунок 7.6 – К примеру 7.3.
Точка пересечения (точка М) является рабочей точкой и насос здесь развивает напор Н1 = 4,8 мвод.ст.
П ример 7.4 Центробежный насос подает воду на высоту hг=11м по трубопроводам l1=10м, d1=100мм ( λ1=0,025;Σζ1=2) и l2=30м, d2=75мм (λ2=0,027; Σζ2 =12). Определить, подачу, напор и развиваемую мощность при =1600 мин –1. При какой частоте вращения его подача увеличится на 50%? Характеристики насоса при частоте вращения рабочего колеса 1600 мин–1приведена в таблице 7.3.
Рисунок 7.7 – К примеру 7.4
Таблица 7.3 – Характеристики центробежного насоса при частоте вращения рабочего колеса 1600 мин –1
-
Подача Q, л/с
0
4
8
12
Напор Н, м вод.ст.
15
15,5
14
10,3
КПД, η
0
0,64
0,75
0,57
Решение. Напор развиваемый насосом будет тратиться наподъем жидкости на требуемую геометрическую высоту hг и на покрытие гидравлических потерь линии всасывания и линии нагнетания :
Из уравнения объемного секундного расхода выразим скорость потока на каждом участке:
; .
Подстановка этих выражений в исходное уравнение дает возможность установить вид уравнения характеристики сети:
По этому уравнению строим характеристику трубопровода, а по данным таблицы 7.3– характеристику насоса (рисунок 7.7). Результаты расчета потребного напора для рассматриваемого трубопровода сведены в таблицу 7.4.
Рисунок 7.7 – К определению положения рабочей точки
Таблица 7.4 – Результаты расчета потребного напора
-
Подача Q, л/с
0
4
6
8
10
Напор Н, м вод.ст.
11
12,01
13,28
15,05
17,33
Точка М пересечения кривых Н=f(Q) и H=hг+kQ2 является рабочей точкой. Она определяет подачу, напор и КПД насоса: Q=7,5 л/с; H=14,5 мвод.ст.; КПД=0,70.
Потребляемая мощность:
Вт
Находим частоту вращения рабочего колеса n2 при которой подача насоса увеличится на 50%, т.е. станет равной Q2=1,5Q=1,5·7,3=11л/с. При этом напор насоса Н2=18,6 м вод.ст. (точка N). Для определения требуемой частоты вращения вала насоса воспользуемся вторым законом пропорциональности для центробежных машин (уравнение 7.10).
2015 об/мин
Пример 7.5 Центробежный насос (его главная характеристика при частоте вращения рабочего колеса n=2900 мин–1 представлена на рисунке 7.8) подает воду при температуре 20°С по всасывающей линии трубопровода (l1=15 м; d1=150 мм; λ1=0,018; Σζ1=6) и напорной линии (l2=43 м, d2=125 мм; λ2=0,02; Σζ2=38) на высоту hг=11 м. Найти допускаемую высоту всасывания данного насоса.
Решение. Установим вид уравненияпотребного напора для трубопровода также как это сделано в примере 7.4:
Результаты расчета потребного напора для различных подач насоса сведем в таблицу 7.5
Таблица 7.5 – Результаты расчета потребного напора
-
Подача Q, л/с
0
10
20
25
30
Напор Н, м вод.ст.
11
12,6
17,6
21,3
25,9
Абсциссой рабочей точки А (рисунок 7.8) является подача насоса Q= 25 л/с, а ординатой – напор HР=22,5 м вод.ст. Для определения допускаемой высоты всасывания используем уравнение (7.6):
Рисунок 7.8 – Определение положения рабочей точки
В данном уравнении величина давления на входе в насос будет равно гидравлическому сопротивлению всасывающего трубопровода, т.е.
м
здесь м/с
Потери скоростного напора на придание скорости потоку во всасывающей линии насоса составят:
0,18 м вод.ст.
Парциальное давление насыщенных паров воды при температуре 20°С составляет 2,35 кПа(таблица Б.3.14). В таком случае возможная глубина всасывания насоса будет равна:
м вод.ст.
Предельный кавитационный запас для данных условий работы насоса по уравнению С.С. Руднева будет равен:
м вод.ст.