1 Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса

Принципиальная схема насосной установки представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема перекачки

Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2; 3-3 и 4-4.

Для сечений 1-1 и 2-2:

Д ля сечений 3-3 и 4-4:

П о определению, напор насоса – разность удельных энергий на выходе и входе в насос:

Полученное выражение представляет собой потребный напор

1.1 Гидравлический расчет всасывающей линии

Потери во всасывающей линии:

Для определения диаметра всасывающей линии зададимся скоростью перекачки. Исходя из среднего значения движения жидкости в трубопроводе v = 1÷5 м/с, принимаем v_вс=2 м/с.

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=v·S=const

По ГОСТ принимаем:

d_нар = 630 мм, δ = 5 мм →

Уточняем скорость во всасывающей линии:

Определим число Рейнольдса:

Трубы стальные новые: Δ=0,06 мм

Т.к. Re < Re_1вс турбулентный режим (зона гидравлически гладких труб)

Коэффициент гидравлического сопротивления λ считаем по формуле:

Находим потери по длине:

_{Находим местные потери:}

• _{фильтр ξ=2,2;}

• _{2 задвижки ξ=2·0,15}

• _{2 колена ξ=2·0,23.}

Определяем суммарные потери во всасывающей линии:

1.2 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Потери на нагнетательной линии:

Принимаем скорость движения в нагнетательной линии v_н=2 м/с

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=v·S=const

По ГОСТ принимаем:

d_нар = 630 мм, δ = 7 мм →

Уточняем скорость в нагнетательной линии:

Определим число Рейнольдса:

Трубы стальные новые: Δ=0,06 мм

Т.к. Re < Re_1вс турбулентный режим (зона гидравлически гладких труб)

Коэффициент гидравлического сопротивления λ считаем по формуле:

Определяем суммарные потери:

Потребный напор насоса

1.3 Построение характеристики трубопровода

Задаваясь различными значениями расхода, рассчитаем соответствующие этим подачам значения потребного напора. Результаты вычислений представим в таблице 1.1. Характеристика трубопровода представлена на рисунке 1.2.

Таблица 1.1 – Напорная характеристика трубопровода

Q, м3/ч	v, м/с	Re	Режим, зона трения	λ	hвс, м	hн, м	H, м
250	0,233	5744	гидравлически гладких труб	0,036	0,011	5,835	70,45
500	0,466	11489	гидравлически гладких труб	0,031	0,041	19,626	84,27
750	0,699	17233	гидравлически гладких труб	0,028	0,091	39,901	104,60
1000	0,933	22978	гидравлически гладких труб	0,026	0,159	66,013	130,78
1250	1,166	28722	гидравлически гладких труб	0,024	0,246	97,549	162,40
1500	1,399	34467	гидравлически гладких труб	0,023	0,352	134,212	199,17
1750	1,632	40211	гидравлически гладких труб	0,022	0,476	175,771	240,85
2000	1,865	45955	гидравлически гладких труб	0,022	0,618	222,041	287,26
2250	2,098	51700	гидравлически гладких труб	0,021	0,779	272,867	338,25
2500	2,331	57444	гидравлически гладких труб	0,020	0,958	328,115	393,68

Рисунок 1.2 – Характеристика трубопровода

1.4 Подбор насоса

По найденному потребному напору и необходимой подаче подбираем насос марки НМ 1800-240:

Q=1800 м³/ч

Н=240 м

n=3000 об/мин

Δh=25 м

2 Проверка всасывающей способности

Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2

Кавитационный запас

Δh_доп=25 м

Так как Δh_доп > Δh, то требуется подобрать подпорный насос.

Выбираем подпорный насос НПВ 2500–80 Δh_доп=3,2 м

Так как Δh_доп < Δh значит всасывание насосом и бескавитационная работа обеспечены.

3 Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации

3.1 Насос НМ 1800-240

D₂=440 мм

Н, м 300

D₂=400 мм

250

200

150

N, кВт

1200

_{,% 800}

ɳ

100 400

80

60 ∆h_д, м

∆h_д

40 40

20 20

0

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 Q, м³/ч

Рисунок 3.1 – Характеристика насоса НМ 1800-240

Н асос типа НМ марки НМ 1800-240 с диаметром рабочего колеса 440 мм и частотой n=3000 мин^-1.

Насосы типа НМ — центробежные горизонтальные одноступенчатые с рабочим колесом двустороннего входа и двухзавитковым спиральным отводом. Входной и выходной патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны, что обеспечивает удобный доступ к ротору без отсоединения патрубков от технологических трубопроводов.

Рисунок 3.2 ― Продольный разрез одноступенчатого насоса типа «НМ» с рабочим колесом двустороннего входа жидкости

Горизонтальный разъем корпуса между нижней 1 и верхней 4 его частями уплотнен прокладкой. Ротор насоса состоит из вала 3, рабочего колеса 7, защитных втулок 5 и 6.

Двусторонний подвод жидкости к рабочему колесу и двухзавитковый спиральный отвод обеспечивает уравновешивание гидравлических осевых и радиальных сил, действующих на ротор.

Опорами ротора служат подшипники скольжения 8 с жидкой принудительной смазкой (под давлением) от маслоустановки агрегатов. Остаточное осевое усилие ротора воспринимают два упорных подшипника 9. Рабочее колесо литое, одностороннего входа. Направляющий аппарат – литой.

Для обеспечения бескавитационной работы насоса устанавливается литое предвключенное колесо.

Осевое усилие ротора уравновешено разгрузочным диском. Концевые уплотнения ротора – механические торцевые. Опоры ротора – подшипники скольжения с кольцевой смазкой и водяным охлаждением.

Крышки всасывания и напорная стягиваются стяжными шпильками, образуя вместе с секциями корпус насоса.

Насос и электродвигатель, соединенные муфтой, устанавливают на отдельных фундаментных рамах.

Направление вращения вала – по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя. Насосы изготавливают по ТУ 26-06-1407-84.