15 Работа насосов на сеть

15.91 Определить высоту установки оси центробежного насоса над уровнем воды в колодце h_s, если вакуум в насосе р_вак/(ρg) =  4,5 м вод. ст.. Расход Q = 26 л/с, диаметр трубопровода d = 160 мм.

15.92 Для поддержания постоянного уровня в резервуаре (рис. 1) Нг вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом с объемным расходом Q. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют соответственно: длины l_ВС; l_Н; диаметры d_ВС, d_Н; коэффициенты сопротивления трения λ_ВС = 0,025, λ_Н = 0,03; суммарные коэффициенты местных сопротивлений ξ_ВС = 8; ξ_Н = 12. Исходные данные для выполнения работы приведены в таблице 1.

1. Произвести выбор центробежного насоса. Построить его рабочие характеристики Н = f(Q), ƞ = f(Q).
2. Построить характеристику трубопровода Н_ТР = f(Q) и определить рабочую точку насоса.
3. Определить мощность на валу насоса для рабочей точки насоса К.п.д. насоса и определить по характеристике ƞ = f(Q).
4. Как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 15%?

Таблица 1.

15.93 Расчет центробежного насоса

Центробежный насос необходимо установить на высоте 5 м над уровнем открытого водоема для перекачки G, м³/ч воды в реактор, работающий под избыточным давлением P_изб, МПа.  Геометрическая высота подъема воды H, м. Температура воды t, °С. На линии нагнетания (L_н) расположены n₁ отводов под углом 90° и n₂ отводов под углом 110°, а также n₃ нормальных вентиля и n₄ прямоточных. На линии всасывания (L_вс) установлено n₅ прямоточных вентилей и n₆ отводов под углом 90°. Следует выбрать насос по напору и мощности.

15.94 Расчёт параметров центробежного насоса

Задача и исходные данные для проведения расчёта

Задачей расчёта параметров центробежного насоса (ЦБН) является определение основных конструктивных размеров и проверка на возможность возникновения кавитации.

В качестве исходных данных для проектирования насоса задаются требуемые значения следующих характеристик насоса:

Р₁ — давление жидкости на входе в насос, Па

Р₂ — давление жидкости на выходе из насоса, Па;

Р_с — давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости, Па;

Q — расход жидкости на выходе из насоса, м³/с;

ρ — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

n — число оборотов приводного вала насоса, об/мин.

Индивидуальные исходные данные для проведения расчёта по вариантам представлены в табл. П1.1.

15.95 Расчет циркуляционной установки

Для циркуляционной установки (рис. 5.15) требуется:

1) определить геометрическую высоту всасывания насоса Н₂;

2) определить показания дифманометра (или дифпьезометра) скоростной трубки по заданной плотности жидкости в нем ρ₂;

3) построить эпюру скоростей для сечения в месте установки скоростной трубки;

4) определить показание ртутного дифманометр расходомера Вентури (h_вен), диаметр узкого сечения которого (d_вен) и коэффициент расхода (μ_вен) заданы (для вариантов 1-10 и 2-30);

5) определить установившейся уровень жидкости в промежуточной емкости (Н₁), диаметр насадки которой (d_нас) и его коэффициент расхода (μ_нас) заданы;

6) определить разности показаний манометров р_м2 и р_м1.

7) определить суммарные потери напора в местных сопротивлениях нагнетательной линии и их суммарную эквивалентную длину.

8) определить необходимый диаметр самотечного трубопровода d_с, обеспечивающий установление заданного постоянного уровня в верхнем резервуаре Н₃;

9) определить минимальную толщину стальных стенок трубы d₂, при которой не происходит ее разрыва в момент возникновения прямого гидравлического удара.

10) определить полезную мощность насоса.

Описание установки. Жидкость по самотечному трубопроводу поступает из верхнего резервуара А нижний резервуар В, откуда насосом перекачивается в промежуточную емкость С и из нее выливается в резервуар А.

На всасывающей линии насосной установки имеется всасывающая коробка с обратным клапаном 1, поворотное колено 2, задвижка 3, вакуумметр р_в.

На нагнетательной линии установлены манометры р_м1, р_м2, р_м3, скоростная трубка 5 и расходомер Вентури 6. Промежуточная емкость С в донной части имеет насадок 7.

15.96 ОПИСАНИЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Циркуляционная установка (рис. 1) представляет гидравлическую замкнутую систему. Из емкости С жидкость выливается в резервуара А по насадку 7. Затем движение жидкости продолжается в резервуаре А, из которого жидкость по самотечному трубопроводу поступает в нижний резервуар В. А затем, насосом 4 по трубопроводу, состоящему из десяти последовательно соединенных участков (l₁, l₂, l₃, l₄, l₅, l₆, l₇, l₈, l₉, l₁₀)  перекачивается в промежуточную емкость С. На участке насосной установки l₁ установлены: всасывающая коробка с обратным клапаном 1, поворотное колено 2, задвижка 3, вакуумметр P_в.

На линии также установлено три манометра P_м1, P_м2, P_м3.  Имеются скоростная трубка 5 и расходомер Вентури 6.

Участки труб длиной l₁, l₃ и l₄ имеют диаметр d₁, все остальные участки циркуляционной системы диаметром d₂.

15.97 Определить высоту всасывания центробежного насоса, подающего воду по трубопроводу диаметром d и длиной l.

Расход воды Q.

Для насоса считать заданными число оборотов n, напор Н.

Коэффициент в формуле Руднева (коэффициент Руднева) принять равным С (в таблице 10).

Трубы – обычные водопроводные.

Коэффициент местного сопротивления для сетки (фильтра) – z_С.

Температуру воды считать равной t = 20°С.

Таблица 10 – Исходные данные по вариантам к задаче №8

15.98 Для схемы, показанной на рисунке 7, подобрать центробежный насос и определить для него допустимую высоту всасывания при перекачке воды. Данные для расчета принять из таблицы 13, принимая требуемый расход Q, л/с, а диаметр подобрать, считая скорость во всасывающей и нагнетательной трубе около 1,5 м/с. Коэффициенты местных сопротивлений для поворотов принять z_ПОВ = 0,16, для сетки на всасывающей трубе z_С (в таблице 13), Н_Г, м – это геометрическая (или геодезическая) высота для уровней жидкости. Температура воды указана в таблице 13.

Таблица 13 – Исходные данные по вариантам к задаче №9

15.99 ОПИСАНИЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Циркуляционная установка (рис. 1) представляет гидравлическую замкнутую систему. Из емкости С жидкость выливается в резервуара А по насадку 7. Затем движение жидкости продолжается в резервуаре А, из которого жидкость по самотечному трубопроводу поступает в нижний резервуар В. А затем, насосом 4 по трубопроводу, состоящему из десяти последовательно соединенных участков (l₁, l₂, l₃, l₄, l₅, l₆, l₇, l₈, l₉, l₁₀)  перекачивается в промежуточную емкость С. На участке насосной установки l₁ установлены: всасывающая коробка с обратным клапаном 1, поворотное колено 2, задвижка 3, вакуумметр P_в.

На линии также установлено три манометра P_м1, P_м2, P_м3.  Имеются скоростная трубка 5 и расходомер Вентури 6.

Участки труб длиной l₁, l₃ и l₄ имеют диаметр d₁, все остальные участки циркуляционной системы диаметром d₂.

15.100 При выполнении курсового проекта (работы) на тему: «Расчет циркуляционной установки» решаются следующие задачи:

— определение расхода жидкости;

— определение высоты установки насоса;

— определение показания прибора давления скоростной трубки Пито;

— расчет и построение эпюры скоростей в точке установки трубки Пито;

— определение показаний ртутного расходомера Вентури;

— определение уровня жидкости в промежуточной емкости (задача на истечение жидкости из резервуаров через отверстия или насадки;

— определение разности показаний манометров;

— определение суммарных потерь напора в местных сопротивлениях нагнетательной линии и их суммарную эквивалентную длину;

— определение диаметра самотечного трубопровода;

-определение минимальной толщины стальных стенок трубы, при которой не происходит ее разрыва в момент прямого гидравлического удара;

-определение полезной мощности насоса.

Схема циркуляционной установки приведена на рис. 1.1. Приведем принцип работы циркуляционной установки. Жидкость по самотечному трубопроводу поступает из верхней ёмкости А в нижний резервуар В и затем насосом перекачивается в промежуточную ёмкость С, и из неё выливается в ёмкость А. Таким образом, жидкость непрерывно циркулирует в системе.

При этом на всасывающей линии насосной установки (в резервуаре В) установлены: коробка фильтров с обратным клапаном 1, поворотное колено 2, задвижка 3, вакуумметр, показания которого р_в заданы. На нагнетательной линии установлены манометры р_м1, р_м2, р_м3, скоростная трубка Пито, обозначенная 5 и расходомер Вентури 6. Промежуточная ёмкость С в донной части имеет насадок.

Для выполнения курсового проекта (работы) исходными данными являются:

Для вариантов 1-10:

1. физические свойства перекачиваемой жидкости (плотность, кинематическая вязкость);
2. установившийся уровень жидкости в промежуточной емкости Н₁, диаметр насадка d_нас, коэффициент расхода насадка μ_нас, с помощью которых определяется расход жидкости в установке;
3. длины участков всасывающей и нагнетательной линии, l₁, l₂, их диаметры d₁ и d₂ (эквивалентная шероховатость стенок труб одинакова и принимается равной Δ);
4. коэффициенты местных сопротивлений всасывающей линии: коробки фильтров ϛ_кор, колена ϛ_кол, задвижки ϛ_задв;
5. показания вакуумметра р_в и манометра р_м1, установленных на всасывающей линии насосной установки;
6. длина и эквивалентная шероховатость самотечного трубопровода, соответственно l_c, d_c, суммарная эквивалентная длина всех его местных сопротивлений l_экв и высота Н₃, между постоянным уровнем жидкости в верхнем резервуаре А и осью насоса.