Расчет всасывающей трубы центробежного насоса
Всасывающая труба центробежного насоса представляет собой водовод от места забора воды (водоем) до насоса (рис. 5.1). На входе в насос в сечении 2-2 установлен вакуумметр.
Рис. 5.1. К расчету всасывающей трубы насоса:
а - центробежный насос; b - всасывающий трубопровод;
с - клапан с решеткой; - расстояние от уровня воды в водоеме до оси насоса
При заданном расходе Q среднюю скорость потока в трубе V обычно принимают в пределах м/с. Задавшись скоростью, можно определить площадь сечения всасывающей трубы:
При известном расходе Q во всасывающем трубопроводе диаметр этого трубопровода будет
. (5.4)
Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0, совпадающей с уровнем воды в водоеме и сечением 1-1, где давление равно атмосферному , а скорость . Сечение 2-2 принимаем на всасывающем трубопроводе на входе в насос:
, (5.5)
где ; - высота всасывания, т.е. расстояние по вертикали от плоскости 1-1 до оси насоса; - скорость на входе в насос и в самой всасывающей трубе; - суммарные потери напора в трубе.
Давление в сечении 2-2 принимаем равным абсолютному, т.е. .
Суммарные гидравлические потери в трубопроводе
, (5.6)
где - средняя скорость потока трубе, ; - коэффициент гидравлического трения; , d - длина и диаметр трубопровода соответственно; - сумма коэффициентов местных сопротивлений трубопровода.
Абсолютное давление на входе в насос ( - вакуумметрическое давление на входе в насос). Уравнение Бернулли можно записать как
(5.7)
или
. (5.8)
Обозначим , - вакуумметрический напор.
применительно к лопастному насосу называется вакуумметрической высотой всасывания. зависит от конструктивных особенностей насоса и расхода, .
Из уравнения (5.8) можно определить высоту всасывания насоса:
. (5.9)
Таким образом, высота всасывания насоса зависит от вакуумметрической высоты всасывания насоса и гидравлических потерь во всасывающем трубопроводе.
Вакуумметрическая высота всасывания определяется по кавитационной характеристике насоса.
Пример 5.1
Вода ( °С) из водонапорной башни подается в приемный резервуар по новому трубопроводу из сварных стальных труб диаметром d длиной м. На трубопроводе имеется задвижка, обратный клапан.
Определить диаметр трубопровода при условии открытия задвижки на и обеспечении расхода л/с. Разность уровней воды в башне и резервуаре считать постоянной и равной м (рис. 5.2).
Рис. 5.2. К примеру 5.1
Составив уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, проведя плоскость сравнения по сечению 2-2, получим , где - гидравлические потери в трубопроводе:
.
Средняя скорость в трубопроводе
.
Коэффициент гидравлического трения находим по формуле для квадратичной области сопротивления.
Шероховатость сварных стальных труб мм (см. табл. 3.1).
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
,
где - коэффициент сопротивлений на входе в трубу из резервуара; - сопротивление обратного клапана; - сопротивление задвижки; - сопротивление колена; - сопротивление на выходе из трубы в резервуар.
По табл. П1.4 приложения находим значения :
; ; ; .
В табл. 4.2 находим при открытии на 0,75: .
.
Коэффициент сопротивления системы
.
Задаемся разными диаметрами d, определим , среднюю скорость, и потери напора .
Вычисления сводим в табл. 5.1.
Таблица 5.1
№ п/п | d, м | V, м/с | ||||
0,2 | 0,0145 | 8,7 | 31,3 | 2,55 | 11,37 | |
0,225 | 0,0141 | 7,52 | 30,12 | 2,01 | 6,82 | |
0,25 | 0,0137 | 6,57 | 29,17 | 1,63 | 4,43 | |
0,275 | 0,0134 | 5,83 | 28,43 | 1,35 | 2,64 |
Строим график (рис. 5.3). На графике по вертикальной оси откладываем м, проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой .
Сносим полученную в результате пересечения точку на горизонтальную ось d, получаем м. Согласно ГОСТ на стальные трубы ближайший внутренний диаметр (условный проход) мм. Принимаем мм.
Рис. 5.3. К примеру 5.1
Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 661;