- •Назначение и принцип действтия насосов
- •Основные параметры насосов
- •Классификация насосов
- •Центробежные насосы
- •Осевые насоы
- •Схемы устройства и принцип действия насосов трения
- •Вихревые насосы
- •. Схемы устройства и принцип действия объемных насосов
- •Поршневой насос одностороннего действия
- •Диафрагменные насосы
- •Винтовые насосы
- •Достоинства и недостатки насосов различных типов
- •Лопастные насосы (центробежные и осевые)
- •Насосы с вращательным движением рабочего органа
- •Водоструйные насосы
- •Воздушные подъемники
- •Мощность насоса и его коэффициент полезного действия
- •Механические потери
- •Объемные потери одноступенчатого насоса
- •1.11. Основное уравнение центробежного насоса
- •1.12. Подобие насосов
- •1.12.А. Формулы пересчета характеристик центробежных насосов
- •Коэффициент быстроходности насоса
- •Высота всасывания насосов
- •Кавитация в насосах
- •Допустимое значение высоты всасывания Наибольшее значение геометрической высоты всасывания может быть найдено с помощью уравнения:
- •Способы получения характеристик насосов
- •Изменение характеристик насосов при изменении частоты вращения рабочего колеса
- •Расчет срезки рабочего колеса центробежного насоса
- •Характеристика трубопровода
- •22. Фактическая подача насоса На основании формулы:
- •1.23. Регулирование работы насосов
- •Параллельная работа насосов
- •Последовательная работа насосов
- •Назнвчение насосных станций
- •Основные требования, предъявляемые к насосным станциям и их оборудованию
- •Типы насосных станций
- •Состав оборудования насосных станций
- •Принципиальные схемы насосных станций
- •1.33. Приводные двигатели насосов различных типов
- •Затворы, задвижки, клапаны
- •1.35. Подъемно – транспортные механизмы
- •1.36. Оборудование систем заливки насосов, технического водоснабжения, дренажа и осушения
- •Контрольно – измериельная аппаратура насосных станций
- •Трубы и фасонные части внутристанционных коммуникаций
- •Требования к выбору расчетных режимов работы насосных станций
- •1.40. Расчет режима работы насосной станции
- •I подъема
- •2. 02. Классификация канализационных насосных станций
- •Технологическое оборудование кнс
- •Насосные агрегаты для перекачки сточных вод
-
Расчет срезки рабочего колеса центробежного насоса
Рассмотрим пример.
Дано:
- Технический паспорт насоса Д 320 – 50 с характеристикой и ;
- Номинальный диаметр рабочего колеса - ;
- Рекомендуемый диаметр срезки - ;
- Режимная точка А (; );
- .
Найти:
Решение:
Воспользуемся формулами и , чтобы построить параболу подобных режимов, проходящую через точку А:
перепишем и , (20.1-1)
подставляем и ,
откуда ,
откуда .
Для получения значений Н будем задаваться значениями подачи : (расчет ведем в табличной форме)
№ точки |
Q |
Q/80 |
(Q/80)2 |
H |
1 |
70 |
0,875 |
0,766 |
33,69 |
A |
80 |
1 |
1 |
44 |
3 |
90 |
1,125 |
1,265 |
55,69 |
По принятым и вычисленным Н строим параболу подобных режимом,(см. кривая 1 – А – 3).
Точка Б пересечения параболы с кривой , соответствующей необточенному колесу , есть та точка, которая при срезке колеса переходит в точку А.
По рисунку определяем координаты точки Б: .
Отсюда имеем: ,
или .
Срезка колеса составляет: или 7 %.
Поскольку КПД насоса уменьшается на 1 % при срезке до 10 %, то в данном случае КПД уменьшится приблизительно на 0,7 %.
Определив диаметр срезанного колеса, можно построить характеристику :
На основании формул (20.1-1), имеем:
; .
При этом: ; .
Принимая произвольно в пределах рабочей части характеристики насоса и определяя соответствующие ей Н по кривой (при ), вычисляем координаты и .
Результаты вычислений сводим в таблицу:
№ точки |
Q |
H |
QCP |
HCP |
a |
75 |
55 |
70,2 |
47,6 |
A |
86 |
52 |
80 |
44 |
b |
96 |
50 |
90,21 |
42,4 |
c |
118 |
45 |
109,75 |
38,9 |
По данным таблицы строим характеристику (кривая a-A-b-c).
-
Характеристика трубопровода
Совместная работа насосов и сети характеризуется точкой материального и энергетического равновесия системы.
Для определения этой точки необходимо вычислить энергетические затраты в системе «водоводы – сеть» Qp и Нтр.
Совместная работа насосов и трубопроводов связана следующими зависимостями:
;
;
,
где Н – напор насоса;
Qp - подача воды насосом;
- гидравлическое сопротивление водоводов и сети;
- расчетный расход в трубопроводе;
- уровень воды в баке водонапорной башни;
- расход воды в системе.
В практике гидравлического расчета насосных станций и при анализе режимов работы насосов широко применяется метод графоаналитического расчета совместной работы системы «насос – сеть».
График работы насоса определяется его характеристикой Q – H.
Для построения графической характеристики системы подачи и распределения воды используют известные уравнения гидравлики.
Требуемый напор в системе равен сумме геометрической высоты подъема жидкости и потерь напора:
,
где - геометрическая высота подъема жидкости;
- потери напора во всасывающем трубопроводе;
- потери напора в напорных коммуникациях насосной станции;
- потери напора в напорных водоводах от насосной станции до точки присоединения к сети;
- потери напора в магистральной сети.
Потери напора в трубопроводах складываются из двух видов потерь:
-
потери на преодоление трения при движении жидкости по трубопроводу (потери по длине);
-
потери на преодоление сопротивлений в его фасонных частях (потери местные).
.
Гидравлические потери по длине трубопровода могут быть определены по формулам:
или ,
где - длина трубопровода, м;
- расчетный внутренний диаметр трубы, м;
v - средняя скорость движения воды, м/с;
Q - подача, м3/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
- коэффициент гидравлического трения.
Для определения потерь напора в трубопроводе для построения его характеристики Q – H удобно воспользоваться формулой:
,
где - сопротивление трубопровода;
- удельное сопротивление трубопровода.
Диаметры труб, фасонных частей и арматуры следует принимать на основании технико-экономического расчета, исходя из скоростей движения воды в пределах, указанных в таблице:
Диаметр труб, м |
Скорость в трубопроводе, м/с |
|
Всасывающем |
Напорном |
|
До 250 |
0,6 – 1,0 |
0,8 - 2,0 |
250 - 800 |
0,8 – 1,5 |
1,0 – 3,0 |
> 800 |
1,2 – 2,0 |
1,5 – 4,0 |
Местные сопротивления вычисляются по формуле:
.
В напорных водоводах и сетях магистральных трубопроводов обычно определяют только потери напора на трение по длине трубопровода. Местные сопротивления учитываются в размере 5 – 10 % потерь по длине.
При построении графической характеристики Q – HТР сложной системы «насос – водоводы - сеть» удобно пользоваться формулой:
, (1*)
где и - приведенные сопротивления водовода и сети.
Приведенное сопротивление водовода:
,
где m - количество водоводов.
Приведенное сопротивление сети:
,
где - суммарная потеря напора;
- расчетный расход воды в сети, при котором определена потеря.