15 Работа насосов на сеть
15.11 Насосная станция состоит из двух одинаковых центробежных насосов, которые забирают воду из колодца с нулевой отметкой уровня и подают по трубопроводу длиной l=2,1 км и диаметром d=130 мм в напорную башню с отметкой уровня +23 м.
В случае пожара станция работает на специальный водопровод (задвижка А — открыта, задвижка В — закрыта) и должна обеспечить подачу Q=7,5 л/c при напоре станции Нн=46 м.
Характеристика насоса при n=1600 об/мин
| Qн, л/c | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| Нн, м | 37 | 39 | 36 | 29 | 20,5 | 10 |
| η, % | 0 | 50 | 64 | 67 | 64 | 50 |
Определить:
1. Какое соединение насосов — параллельное или последовательное — выгоднее по величине КПД при работе с n=1600 об/мин на водонапорную башню.
Коэффициент сопротивления трения трубопровода λ=0,024, местные потери напора учесть как 5% от потерь на трение.
Потерями напора в коротких всасывающих и соединительных трубах насосов пренебречь.
2. Сможет ли один насос при n=1600 об/мин удовлетворить пожарным требованиям и если нет, то как следует соединить насосы в этом случае?
Какой должна быть частота вращения насоса, чтобы он один удовлетворил пожарным требованиям?
15.12 Подобрать насос для перекачивания воды при температуре 20 ºС из открытой емкости в бак с избыточным давлением 0,1 МПа.
Расход воды Q=1,2·10-2 м³/c. Геометрическая высота подъема воды 15 м. Длина всасывающего трубопровода 10 м, длина нагнетающего трубопровода 40 м. На нагнетающем трубопроводе имеются два отвода под углом 120º, десть отводов под углом 90º с радиусом поворота, равным шести диаметрам трубы, и два нормальных вентиля. На всасывающем трубопроводе установлены два прямоточных вентиля, имеется четыре отвода под углом 90º с радиусом поворота, равным шести диаметрам трубы.
Определить предельную высоту установки насоса над уровнем воды в емкости.
Таблица 4.1 — Исходные данные
| Вариант | Нг, м | Lвс, м | Lнагн, м |
| 1 | 10 | 5 | 45 |
Варианты задачи: 3, 6, 8, 12, 13.
ВУЗ: ВолгГТУ
15.13 Центробежный насос (рис. 6) откачивает воду из сборного колодца в резервуар с постоянным уровнем Н по трубопроводам размерами l1, d1 и l2, d2.
Эквивалентная шероховатость поверхности труб Δ, плотность воды ρ = 1000 кг /м³, кинематический коэффициент вязкости ν = 0,01 см²/с, расстояние а = 1 м. Исходные данные см. табл. 6.
Характеристики насоса представлены следующими параметрами:
| Q, л/с | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
| Нн, м | 45 | 47,5 | 48,5 | 48 | 47 |
| Ндопвак, м | — | — | 8,2 | 8 | 7,6 |
| Q, л/с | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
| Нн, м | 45 | 40 | 35 | 30 | 22,5 | 15 |
| Ндопвак, м | 7 | 6,6 | 6 | 5,5 | 4,75 | 4 |
При расчетах принять суммарные коэффициенты местных сопротивлений на всасывающей линии ζ1 = 10, на напорной линии ζ2 = 6.
Требуется определить:
- На какой глубине h установится уровень воды в колодце, если приток в него Q?
- Вакуумметрическую высоту всасывания при входе в насос Нвак, выраженную в метрах водяного столба (м в. ст.).
- Максимальную допустимую геометрическую высоту всасывания при заданном расходе.
Таблица 6
| Последняя цифра шифра | Н, м | l1, м | l2, м | d1, мм | d2, мм | Δ, мм | Q, л/с |
| 0 | 42 | 8 | 46 | 100 | 75 | 0,2 | 8 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Гидравлика и гидропневмопривод СамГУПС 2017
15.14 Найти расход Q воды (ν=10-6 м²/c), подаваемый насосом с напором Нн из нижнего бака в верхний по трубопроводу длиной L, диаметром d, имеющему n резких поворотов.
Задачу решить методом последовательных приближений. Вид трубы взять из табл.3.1.
Найденный расход выразить в м³/c и д/c.
| № вар. | Вид трубы | L, м | d, мм | h, м | Нн, м | n |
| 2-1 | 1 | 45 | 25 | 15 | 30 | 1 |
Варианты задачи: 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-11,
2-12, 2-13, 2-14, 2-15, 2-16, 2-17, 2-18, 2-19, 2-20, 2-21, 2-22, 2-23,
2-24, 2-25, 2-26, 2-27, 2-28, 2-29, 2-30.
ВУЗ: ИжГТУ
Все задачи из: Шейнман Л.Е. Гидравлика ИжГТУ 2007
15.15 Найти внутренний диаметр трубопровода d, необходимый для обеспечения расхода Q воды (ν=10-6 м²/c), перекачиваемой насосом с напором Нн из нижнего бака в верхний по трубопроводу длиной L, имеющему n резких поворотов.
Задачу решить методом последовательных приближений. Вид трубы взять из табл. 3.1 на с. 24.
Найденный диаметр выразить в м и мм.
| № вар. | Вид трубы | L, м | Q, л/c | h, м | Нн, м | n |
| 5-1 | 1 | 65 | 2,5 | 15 | 30 | 1 |
Варианты задачи: 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 5-10, 5-11,
5-12, 5-13, 5-14, 5-15, 5-16, 5-17, 5-18, 5-19, 5-20, 5-21, 5-22, 5-23,
5-24, 5-25, 5-26, 5-27, 5-28, 5-29, 5-30.
ВУЗ: ИжГТУ
Все задачи из: Шейнман Л.Е. Гидравлика ИжГТУ 2007
15.16 Рассчитать трубопровод и подобрать марку центробежного насоса 1 (рисунок 3.1) типа К для подачи воды в количестве Q из резервуара 2 на градирню 3 в схеме охлаждения оборотной воды завода мясокостной муки. Вода подается по трубопроводу длиной L=Lвс+Lн и нагревается в трубном пространстве теплообменника типа «труба в трубе» 4 от температуры tн до температуры tк. Теплообменник состоит из z секций, соединенных последовательно калачами длиной Lк, длина секций Lm. Диаметр внутренней трубы dнар/dвн. Давление воды перед форсункой равно рк. Длина всасывающего трубопровода Lвс, высота всасывания hвс. Высота подъема жидкости Н, а длина трубопровода от насоса до теплообменника L′н.
Построить рабочие характеристики выбранного насоса и характеристику трубопровода. Определить мощность, потребляемую насосом при работе на трубопровод. Значения Q, H, hвс, pк и dнар/dвн принять по предпоследней цифре шифра.
Таблица 3.1
| Вариант 33 | ||||
| Q, м3/c | Н, м | hвс, м | рк, МПа | dнар/dвн, м |
| 4,2·10-2 | 7,0 | 1,9 | 0,11 | 159/150·10-3 |
Таблица 3.2
| Lвс, м | Lн, м | L′н, м | Lк, м | Lm, м | tн, ºС | tк, ºС | z, шт |
| 6,8 | 75 | 21 | 0,6 | 4,0 | 11 | 29 | 12 |
*) теплообменник трёхсекционный
Все задачи из: Копылов М.В. Болгова И.Н. Гидрогазодинамика 2017
15.17 Центробежный насос, характеристика которого описывается уравнением Н = Н0 — k·Q², нагнетает жидкость в трубопровод, требуемый напор для которого определяется по формуле Нтр = Нг + S· Q² (Нг — геометрическая высота подачи жидкости; S — коэффициент сопротивления трубопровода).
Требуется:
- Определить подачу насоса и его напор при известных значениях Н0, Нг, k и S.
- Установить, как изменяется напор и подача, если к заданному насосу присоединить другой насос такой же марки сначала последовательно, а затем параллельно.
Исходные данные см. табл. 7.
Таблица 7
| Последняя
цифра шифра |
Н0, м | Нг, м | k·10—4, с2/м5 | S·10-3, с2/м5 |
| 0 | 20 | 10 | 1,25 | 154 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Гидравлика и гидропневмопривод СамГУПС 2017
15.18 Центробежный насос, характеристика которого задана в условии (табл.3), работает в системе, перекачивая воду, температура которой Т=40 ºС, из закрытого резервуара А в открытый резервуар Б. Стальные трубы всасывания и нагнетания соответственно имеют диаметр dв и dн, длину lв и lн, а их эквивалентная шероховатость Δэ=0,1 мм. Перепад горизонтов в резервуарах равен Нг, а избыточное давление в резервуаре А равно р0.
Найти рабочую точку при работе насоса в установке (определить напор, подачу и мощность на валу насоса).
При построении характеристики насосной установки местные гидравлические сопротивления учесть в круглых поворотах и при входе нагнетательного трубопровода в резервуар.
Таблица 3
| Q, л/c | 0,0 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 |
| Н, м | 13,0 | 14,0 | 14,3 | 14,0 | 13,1 |
| η, % | 0,0 | 27,0 | 40,0 | 50,0 | 58,0 |
Конец таблицы 3
| Q, л/c | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 |
| Н, м | 11,8 | 10,0 | 5,5 | 4,0 |
| η, % | 62,0 | 60,0 | 51,0 | 35,0 |
Таблица 4 — Исходные данные
| Предпоследняя цифра шифра 1 | |||||
| Нг, м | р0, кПа | lв, м | lн, м | dв, мм | dн, мм |
| 0,0 | 0,0 | 10,0 | 45,0 | 63 | 40 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
15.19 Насос работает на гидравлическую сеть. Напорная характеристика насоса задана в безмерных параметрах в таблице 1.
Таблица 3.1
| Q, м³/с | 0 | 0,2Q0 | 0,4Q0 | 0,6Q0 | 0,8Q0 | 1,0Q0 |
| Н, м | 1,0Н0 | 1,05Н0 | 1,0Н0 | 0,88Н0 | 0,65Н0 | 0,35Н0 |
Параметры насоса (Q0 и H0) и гидравлической сети (Нг, d, l, λ, Σξ) заданы в таблице 2.
По заданным параметрам Q0 и H0 рассчитать и построить напорную характеристику насоса H=f(Q). Рассчитать и построить характеристику потребного напора гидравлической сети Нпотр=f(Q). Определить параметры рабочего режима насоса и гидравлической сети (рабочую точку A). (Определить напор, подачу и мощность на валу насоса).
Таблица 2
| Вариант 00 | ||||||
| Q0, м3/c | d, мм | l, м | Н0, м | Нг, м | λ | Σξ |
| 0,10 | 180 | 100 | 90 | 40 | 0,03 | 15 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
15.20 Два одинаковых насоса работают параллельно и подают воду в открытый резервуар из колодца на геодезическую высоту Н по трубопроводу диаметром d, длиной l, с коэффициентом гидравлического трения λ=0,03 и суммарным коэффициентом местных сопротивлений ξ=30. Определить рабочую точку (подачу и напор) при совместной работе насосов на сеть. Как изменятся суммарная подача и напор, если частота вращения рабочего колеса одного из насосов увеличится на 10%? (Данные, необходимые для построения характеристик Q-H, те же, что и в задаче 25).
Данные, необходимые для построения характеристики центробежного насоса:
| Q | 0 | 0,2Q0 | 0,4Q0 | 0,6Q0 | 0,8Q0 | 1,0Q0 |
| Н | 1,0Н0 | 1,05Н0 | 1,0Н0 | 0,88Н0 | 0,65Н0 | 0,35Н0 |
Таблица 2 — Числовые значения величин
| Предпоследняя
цифра шифра |
Н, м | d, мм | l, м | Q0, м3/c | Н0, м |
| 1 | 30 | 200 | 6 | 0,7 | 100 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
Методичка: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990.pdf
Все задачи из: Гилинский И.А. Гидравлика Москва 1990
