- •Завдання до курсової роботи “Розрахунок циркуляційної насосної установки”
- •1Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 1-10
- •1.1Розрахунок необхідної подачі насоса q
- •1.2Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт.Ст.)
- •1.3Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса
- •1.4Визначення діаметра зливного трубопроводу
- •1.5Визначення втрат напору в місцевих опорах напірної лінії і їх еквівалентної довжини
- •1.6Визначення різниці показів манометрів pM2 і pM3
- •1.7Розподіл швидкості в нормальному перерізі напірного трубопроводу (переріз 5–5)
- •1.8Визначення величини необхідного тиску на виході насоса і необхідної потужності приводу насоса
- •1.9Розрахунок мінімальної товщини стінки напірного водопроводу
- •1.10Вибір насоса циркуляційної установки
- •1.10.1Побудова характеристики насоса
- •1.10.2Побудова характеристики напірного трубопроводу
- •1.10.3Визначення робочої точки насосної установки
- •2Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 11-20
- •2.1Визначення необхідної подачі насоса
- •2.2Визначення рівня рідини h1 в проміжній ємності c
- •3Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 21-30
- •3.1Визначення рівня рідини в проміжній ємності c
- •3.2Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі в мм.Рт.Ст
- •Література
1Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 1-10
Якщо відомий напір H1 в проміжній ємності C з каліброваною насадкою dнас, то порядок розрахунків наступний:
1.1Розрахунок необхідної подачі насоса q
Рисунок 1.1 Витікання з резервуару через насадку
Оскільки рівень рідини H1 в проміжній ємності С є постійний, то подача насоса Q повинна бути рівна витраті рідини через насадку в дні цієї ємності (Рисунок 1 .1):
,
де нас – коефіцієнт витрати насадки – стала величина при турбулентному режимі течії, коли
– площа вихідного перерізу насадки, м2; g = 9,81 м/с2 – прискорення земного тяжіння.
Приклад розрахунку:
Знаходимо площу вихідного перерізу насадки діаметром dнас = 40 мм, вмонтованої у дно ємності С:
.
Визначаємо витрату рідини при витіканні через насадку, а, значить, і подачу насоса, якщо :
.
Відповідь: Q .
1.2Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт.Ст.)
Рисунок 1.2 Схема розрахунку витратоміра Вентурі
Витратомір Вентурі складається з двох ділянок послідовного звуження і розширення потоку рідини (Рисунок 1 .2). Перепад тиску між перерізами 1-1 і 2-2 у витратомірі залежить від витрати рідини, яка перетікає через нього. Відповідно, витрата рідини може бути визначена через параметри витратоміра Вентурі як:
,
де Sвен – площа звуженого перерізу 2-2 у витратомірі; h = (p1 – p2)/g – втрати п’єзометричного напору між перерізами 1-1 і 2-2 (див. Рисунок 1 .2).
Якщо для вимірювання перепаду напору використовувати ртутний дифманометр, то потрібно враховувати різницю густин ртуті і рідини, яка тече у трубопроводі. Тоді:
.
Звідси
або .
Приклад розрахунку:
Знаходимо площу звуженого перерізу витратоміра Вентурі:
.
Знаходимо покази ртутного дифманометра, що відповідають перепаду напору у витратомірі:
Відповідь: hвен = 677 мм рт.ст.
1.3Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса
1 -
сітка-фільтр; 2 - зворотний клапан;
3 - плавний поворот (коліно) 90;
4 - засувка; ВЦН – відцентровий насос
Рисунок 1.3
Розрахункова схема
всмоктувальної лінії насоса
,
де z0 = 0, z1 = hвс – висота розміщення перерізів відносно площини порівняння; p0 = pат, p1 = pат – pвак – тиск в перерізах; 0 = 0 (бо S0 >> Sвc.труб.), – швидкості в перерізах; – втрати напору при русі рідини від перерізу 0-0 до перерізу 1-1, які складаються з втрат напору на тертя hтер і втрат напору на місцевих опорах hм.о..
Підставимо значення членів рівняння Д.Бернуллі в вихідну формулу і після скорочення на pат розв’яжемо відносно висоти всмоктування hвc = H2, прийнявши, що режим руху турбулентний, і тому значення коефіцієнта Коріоліса 1 = 1:
.
Втрати напору на тертя в місцевих опорах розраховують за формулою:
,
де , задані величини місцевих опорів коробки зі зворотнім клапаном, коліна і засувки.
Втрати напору на тертя по довжині трубопроводу:
.
Коефіцієнт гідравлічних втрат напору на тертя в трубопроводі діаметром d в загальному випадку залежить від режиму течії (числа Re) і еквівалентної шорсткості труб e:
,
а число Re визначається як
,
де – коефіцієнт кінематичної в’язкості води в м2/с. Якщо в Ст = см2/с, то в системі СІ 1Ст = 10-4 м2/с.
Якщо Re (Reкр = 2320), то течія ламінарна і = 64/Re.
Тоді
Якщо Reкр < Re (ReI = 10d/е) (ReI – перше перехідне число Рейнольдса) або Re 105, то це – перша зона турбулентного режиму течії або зона гідравлічно гладких труб, і коефіцієнт гідравлічного тертя вираховується за формулою Блазіуса:
.
Якщо ReI < Re < (ReII = 500d/е), то це – зона змішаного тертя, і справедлива формула А.Альтшуля
.
При Re > ReII – зона автомодельної течії, коли не залежить від числа Re, а значить, і від швидкості течії. Це, так звана, зона квадратичного опору або абсолютно шорстких труб течії, в якій
(формула Шифрінсона).
Приклад розрахунку: (див. Рисунок 1 .3)
Проведемо умовно перерізи 0-0 і 1-1 так, як це показано на рисунку. Зробимо порівняльну характеристику стану рідини в цих двох перерізах.
При цьому за площину порівняння виберемо переріз 0-0.
Тоді рівняння Бернуллі набуде такого виду:
Звідси,
Для визначення коефіцієнта , розраховуємо число Re і визначаємо режим течії рідини:
Оскільки режим турбулентний, то визначимо перехідні числа Рейнольдса:
, отже течія відповідає зоні змішаного тертя і коефіцієнт тертя визначаємо за формулою Альтшуля:
.
Підставивши значення , отримаємо:
;
.
Висота всмоктування вираховується за формулою:
.
Відповідь: Н2 = 2,84 м.