Выбор трубы

При перекачивании жидкости насосами рекомендуют во всасывающих трубопроводах принимать скорость движения жидкости V = 0,8 ÷ 2,0 м / c; в нагнетающих трубопроводах - от 1,5 ÷ 3,0 м / c до 5,0 ÷ 10,0 м / c. При этом обеспечивается близкий к оптимальному диаметр трубопровода.

Примем скорость воды в трубопроводах, равную 2 м / с.

Внутренний диаметр трубопровода

= 0,088 м.

Выбираем по приложению табл. П.3 стальную трубу диаметром 95 мм, толщиной стенки 4 мм. Внутренний диаметр трубы d = 0,087 м. Уточняем скорость воды в трубе:

V = 2,02 м / с.

2. Определение потерь напора на трение и местных потерь

Re = = 174500 > 2320.

Режим течения в трубопроводе - турбулентный.

Примем, что коррозия трубы незначительна.

Абсолютная эквивалентная шероховатость трубы равна ∆ = 2×10^-4 м (см приложение, табл. П.5).

Относительная шероховатость

е = = 0,0023.

Для гидравлически гладких труб:

= 4350;

для границы области автомодельности:

= 244000.

В нашем случае число Rе = 174500.

Так как 4350<Rе<244000, то трубопровод работает в переходной области сопротивления.

Тогда по формуле Альтшуля

l = 0,11 = 0,025.

Коэффициенты местных сопротивлений определяются по справочникам. Можно использовать учебное пособие [4].

Всасывающий трубопровод:

- вход в трубу ;

- для прямоточного вентиля , поправочный коэффициент k = 0,925 ( и k определяются интерполяцией),

- отводы: коэффициенты А = 1, В = 0,09; .

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на всасывающем трубопроводе:

.

Потери напора во всасывающем трубопроводе

h_{вс .} = (l = 0,99 м.

Нагнетающий трубопровод:

- отводы под углом 120°: А = 1,17; В = 0,09;

- отводы под углом 90°:

- нормальные вентили: для d = 0,087м, (определяется интерполяцией);

- выход из трубопровода:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на нагнетающем трубопроводе

.

Потери напора в нагнетающем трубопроводе

h_{нагн .} = = 4,51 м.

Общие потери напора

h_{пот .} = h_{вс .} + h_{нагн .} = 0,99 + 4,51 = 5,5 м.

3. Определение потребного напора и выбор насоса

H_н = + H_г + h_{пот .} = + 15 + 5,5 = 30,7 м.

При заданной производительности такой напор обеспечивает одноступенчатый центробежный насос.

Полезная мощность насоса

N_{пол .} = rgQH_н = 998×9,81×0,012×30,7 = 3606 Вт = 3,61 кВт.

Мощность на валу двигателя

N = = = 6,02 кВт.

Из табл. П.4 приложения находим, что заданной подаче и полученному напору лучше соответствует центробежный насос марки X45/31, для которого при

оптимальных условиях работы Q = 1,25×10^-2 м ³/ с, H = 31 м, h_н. = 0,6.

Насос обеспечен электродвигателем ВАО-52-2 номинальной мощностью N = 13 кВт, η_дв. = 0,87; частота вращения вала n = 48,3 с ^-1.

4. Определение предельной высоты всасывания

Запас напора на кавитацию

h_з = 0,3 (Qn ² )^2/3 = 0,3(0,012×48,3² )^2/3 = 2,77 м.

По табл. П.2 приложения находим, что для воды при t = 20° С давление насыщенного пара p_{н.п .} = 2,35×10³ Па.

Высота всасывания (предельная высота расположения насоса) не должна превышать значения

H_{вс .}< H_{пред .}= ( =

= 2,77) = 6,0 м.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 6

Варианты заданий к задаче 1

Варианты	Q, л / с	m	L 1, м	d 1, м	L 2, м	d 2, м
	0, 32		1,01	0,01	2,01	0,007
	0, 32		1,02	0,01	2,02	0,007
	0, 32		1,03	0,01	2,03	0,007
	0, 32		1,04	0,01	2,04	0,007
	0, 32		1,05	0,01	2,05	0,007
	0, 32		1,06	0,01	2,06	0,008
	0, 32		1,07	0,01	2,07	0,008
	0, 32		1,08	0,01	2,08	0,009
	0, 32		1,09	0,01	2,09	0,009
	0, 32		1,10	0,01	2,10	0,009
	0, 30		1,01	0,012	2,01	0,007
	0, 30		1,02	0,011	2,02	0,007
	0, 30		1,03	0,012	2,03	0,007
	0, 30		1,04	0,011	2,04	0,008
	0, 30		1,05	0,012	2,05	0,008
	0, 30		1,06	0,011	2,06	0,008
	0, 30		1,07	0,012	2,07	0,009
	0, 30		1,08	0,011	2,08	0,009
	0, 30		1,09	0,012	2,09	0,009
	0, 30		1,10	0,011	2,10	0,009
	0, 33		1,01	0,012	2,01	0,007
	0, 33		1,02	0,012	2,02	0,007
	0, 33		1,03	0,012	2,03	0,007
	0, 33		1,04	0,012	2,04	0,008
	0, 34		1,05	0,012	2,05	0,008

Таблица 7

Варианты заданий к задаче 2

Варианты	L 1, м	L 2, м	L, м	d 1, мм	d 2, мм	d 3, мм	M, кгс / см 2	ζз
							4,8	2,5
							5,5	1,5
							13,5
							8,5
							4,5	3,5
							7,5
							5,2	2,9
							4,6	2,6
							5,8	1,3
							6,2	3,3
							11,5	5,3
							8,2	4,2
							7,2	1,8
							8,3	5,2
							4,7	3,7
							7,3	2,5
							7,6	2,1
							5,3	3,1
							4,4	2,6
							5,6	1,4
							6,1	3,1

Таблица 8

Варианты заданий к задаче 3

Варианты	HР , м	L 1, м	d 1, мм	∑ ζ 1	λ 1	L 2, м	d 2, мм	∑ ζ 2	λ 2	M, кгс / см 2
					0,025				0,027	0,1
					0,02				0,03	0,6
					0,027				0,02	0,5
					0,02				0,0175	0,2
					0,03				0,025	0,3
					0,026				0,014	0,4
					0,02				0,015	0,7
					0,03				0,017	0,15
					0,02				0,03	0,45
					0,025				0,018	0,4
					0,03				0,025	0,7
					0,026				0,015	0,15
					0,02				0,016	0,35
					0,027				0,02	0,55
					0,03				0,018	0,6
					0,025				0,015	0,2
					0,02				0,03	0,65
					0,03				0,025	0,45
					0,027				0,015	0,3
					0,02				0,03	0,2
					0,026				0,018	0,4
					0,03				0,02	0,25
					0,02				0,03	0,5
					0,027				0,015	0,2
					0,02				0,03	0,6

Таблица 9

Варианты заданий к задаче 4

Варианты	НГ, м	LВС, м	LНАГН., м		Варианты	НГ, м	LВС, м	LНАГН., м
								4,8
								5,5
								13,5
								8,5
								4,5
								7,5
								5,2
								4,6
								5,8