Kursach_gidromekh мой
.pdf
Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
УГНС 15.00.00 |
Машиностроение |
Направление |
|
подготовки 15.03.02 |
Технологические машины и оборудование |
Факультет Механический
Кафедра Оптимизации химической и биотехнологической аппаратуры
Учебная дисциплина: Основы гидромеханики. Насосы, компрессоры, вентиляторы Курс: 2 Группа: 301
КУРСОВАЯ РАБОТА (КУРСОВОЙ ПРОЕКТ)
Тема: Расчет сети и выбор центробежного насоса
Студент: |
Пожидаева А.А. |
Руководитель: Светлов С.Д.
Оценка за курсовую работу___________________ |
____________________ |
|
(подпись руководителя) |
Санкт-Петербург
2022 г
Содержание
Введение……………………………………………………………………….3
1.Построение характеристик сети………………………………………….4
2.Выбор
насоса………………………………………………………………………….6
3. Определение максимальной высоты установки насоса…………………7
Заключение……………………………………………………………………8
Литература…………………………………………………………………….9
2
Введение
Насос – это гидравлическая машина, служащая для преобразования механической энергии двигателя в энергию перекачиваемой жидкости.
Принцип работы центробежного насоса основан на передаче энергии от вращающегося рабочего колеса тем частям жидкости, которые находятся между его лопастями. Перед пуском центробежный насос заполняется жидкостью. При вращении рабочего колеса в жидкости возникает центробежное поле с минимальным давлением на оси вращения. Под действием центробежной силы жидкость движется от центра колеса к его периферии, а далее через спиральный корпус поступает в нагнетательный патрубок. Вследствие этого на входе в насос создается разрешение, под действием которого жидкость из всасывающего патрубка подсасывается в насос. Таким образом, при непрерывном вращении рабочего колеса происходит постоянное движение жидкости через насос.
Нормальная работа центробежного насоса определяется его правильным монтажом в сети, и главным образом, правильным присоединением всасывающего трубопровода.
В данной работе производятся расчеты необходимых параметров сети и насоса, а также подбирается центробежный насос исходя из рассчитанных требуемых характеристик.
3
Исходные данные
Вариант №68
/ 0, |
/ , |
, |
± ∆ , |
, |
в |
н |
в, |
н, |
Перекачиваемая |
, |
|
жидкость |
|||||||||||
2 |
|
2 |
м3/ч |
м3/ч |
м |
|
|
м |
м |
|
° |
Н м |
Н м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
105 |
2 * 105 |
40 |
4 |
30 |
3 |
3 |
12 |
60 |
Четыреххлорис |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
тый углерод |
|
|||
1. Построение характеристик сети
1.1. Определение диаметров трубопроводов и скоростей жидкости.
По заданной скорости жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах в пределах в = 0, 8÷1, 0 м/с; н = 1÷3 м/с.
Принимаем: в = 0, 9 м/с; в = 2 м/с. Рассчитываем площади сечений:
|
в = |
|
= |
400 |
|
= 0, 01236 |
м |
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
в |
3600*0,9 |
|
|
|||||
|
|
|
|
40 |
|
|
2 |
|
|
|
н = |
н |
= |
3600*2 |
= 0, 005м |
|
|
||
Соответствующие диаметры трубопроводов: |
|
|
|||||||
в = |
в = |
0, 01236 = 0, 111 м = 111 мм |
|||||||
н |
= н = |
0, 005 = 0, 071м = 71 мм |
|||||||
Выбираем окончательные диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов (по ГОСТ 8732-78):
в = 133; н = 83 мм; δ = 8
в = 117 мм; н = 73 мм;
Площади и скорости с учетом измененных диаметров:
4
в = |
π* в2 |
|
= |
3,14*0,117 |
2 |
= 0, 011м |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
|
4 |
2 |
|
|
2 |
|||||
н = |
π* н2 |
= |
|
3,14*0,073 |
|
= 0, 0042 м |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4 |
|
4 |
|
|
|
||||||
в = |
|
= |
|
40 |
|
|
= 1, 0 м/с |
|
|
|||
в |
|
3600*0,011 |
|
|
||||||||
н = |
|
= |
|
40 |
|
|
= 2, 65 м/с |
|
||||
н |
|
3600*0,042 |
|
|
||||||||
1.2. Определение чисел Рейнольдса и величин коэффициентов гидравлического трения.
Вязкость жидкости для четыреххлористого углерода: μ = 0, 97 * 10−3 Па * с
Плотность жидкости для четыреххлористого углерода: ρ = 1 595 кг/м3
Абсолютная шероховатость: ∆ = 0, 03 мм
Определение чисел Рейнольдса:
|
|
|
в вρ |
|
|
1*0,111*1595 |
3 |
|
|
в = |
|
µ |
|
|
= |
= 182, 5 * 10 |
= 182500 |
||
|
|
|
0,97*10−3 |
||||||
|
|
н нρ |
|
|
2,65*0,071*1595 |
|
3 |
||
н = |
|
µ |
|
= |
= 309, 4 * 10 |
= 309400 |
|||
|
|
0,97*10−3 |
|||||||
Область всасывания – турбулентный режим течения, область нагнетания – турбулентный режим течения. Поэтому коэффициенты гидравлического трения рассчитываются по следующим формулам:
λв = 0, 1( |
1,46Δ |
+ |
100 |
)0,25 = 0, 1( 1,46*0,030,117 |
+ |
182500100 |
)0,25 = 0, 078 = 7, 8 * 102 |
|
λн = 0, 1( 1,46Δ |
+ |
100 |
)0,25 = 0, 1( 1,46*0,030,073 |
+ |
309400100 |
)0,25 = 0, 088 = 8, 8 * 102 |
||
1.3. Определение характеристики сети и рабочих H и Q:
Определим значения коэффициентов местных сопротивлений:
1.ξ всасывания
1.1 ξ клапана ξкл = 1, 9 * ( 0,2в )4 = 0, 22
5
1.2ξ задвижки ξз = 0, 15 * ( 0,1в )4 = 0, 28
2.ξ нагнетания
2.1ξ задвижки ξз = 0, 5 * ( 0,1в )4 = 0, 14
3.ξ колена ξкол = 0, 11
4.ξ выхода ξвых = 1
= |
1 |
( |
1 |
* |
∑ ξв + λв |
в |
+ |
1 |
* |
|
∑ ξн + λн |
н |
= 216, 397 |
||||
2 |
в2 |
в |
н2 |
|
н |
||||||||||||
|
|
ст |
(= + 2ρ− 1 |
)= 30 + |
(2*101595*9,8−10 |
= 36,)) |
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
|
|
|
' р = р + ∆ = 40 + 4 = 44 м3/ч
= ст + 2 = 36, 4 + 216, 397( 360044 )2 = 36, 43
6
2. Выбор насоса.
2.1. Выбор насоса и определение необходимого диаметра рабочего колеса:
По максимальной производительности 'р и соответствующему этой
производительности напору, вычисленному по уравнению выше, с помощью графика полей Q-H, выбираем предварительно типоразмер насоса.
Подходящий насос – 5Х-12-1.
Необходимый диаметр рабочего колеса: = 218 мм
2.2. Определение значений КПД:
КПД насоса: ηн = 75%
КПД дросселирования:
ηд = ηн |
р |
= 0, 75 |
36,454 |
= 0, 51 = 51% |
|||
н |
|||||||
ηб = ηн |
'р |
= 0, 75 |
5044 |
= 0, 6 = 60% |
|||
н |
|
||||||
Следовательно, оптимальный способ регулирования производительности – байпасирование.
3. Определение максимальной высоты установки насоса.
н = 12, 14 |
* 103 Па; 0 = 105 |
Па; доп = 0, 39 м |
−4 |
|
) |
|
||||||||
|
в2 |
|
|
в |
|
|
2 |
|
|
12 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
в = |
2 |
|
∑ ξв + λвс |
в |
= |
2*9,8 |
4, 5 * 16 + 3, 5 * 10 |
|
0,117 |
= 3, 67 м |
||||
|
|
0− н |
|
|
|
|
|
(105−12,14*103 |
|
|
|
|||
= ( |
ρ |
− в −)∆ доп |
= |
1595*9,8 |
− 3, 67 − 0, 39 = 1, 65 м |
|||||||||
7
Заключение
Входе курсовой работы (курсового проекта) было изучено устройство
иосновные типы центробежного насоса, а также их применение. Получены практические навыки расчета сети и выбора центробежного насоса.
Вработе произведены и уточнены расчеты необходимых рабочих параметров сети и насоса. А именно, рассчитаны диаметры, числа Рейнольдса, коэффициенты гидравлического трения и другие величины для всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Подобран центробежный насос исходя из рассчитанных требуемых характеристик. На основе графической информации о соответствующем насосе были определены значения КПД, а также рассчитана максимальная высота установки насоса.
8
Литература
1.Дурнов П. И. Насосы и компрессорные машины, - Москва: Гостехиздат, 1970 г.
2.Павлов К. Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Ленинград: Химия, 1976 г.
3.Воробьева Г. Я. Стойкость материалов. – Москва: Химия, 1967 г.
4.Геллис Ю.К., Крылов В.М., Доманский И.В. Расчет сети и выбор центробежного насоса – Ленинград – 1985 г.
5.ГОСТ 16263-70. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Термины и определения.
9