Пример расчета системы напорных трубопроводов и подбор насосной установки

При централизованном снабжении двигателей внутреннего сгорания (либо других потребителей: станков, аппаратов химических предприятий, турбин, моечных машин и т.д.) водой для охлаждения, топливом или маслами для заправки или на другие нужды требуется спроектировать насосную установку.

Схема централизованного снабжения представлена на рис.9.

В данной установке все потребители расположены в одной горизонтальной плоскости (на одном этаже здания), находящейся выше оси насоса на величину h_дв.

Превышение магистрального трубопровода А-В над уровнем оси насоса равно h.

Расходы жидкости Q₁,Q₂,Q₃, длины l₁,l₂,l₃,l_в_x подводящих трубопроводов и длины магистрального трубопровода l и l_AB заданы.

Рис. 9

Требуется:

Выбрать экономичные диаметры трубопроводов подводящих и магистрального.
Определить потери напора по участкам и в системе в целом.
Построить на миллиметровой бумаге характеристики отдельных ветвей трубопровода и системы в целом.

4. Подобрать по каталогу центробежный насос и совместить характеристики насоса и системы трубопроводов (найти рабочую точку).

Если найденный на рабочей точке параметры насоса (подача и напор) не удовлетворяют заданным условиям в пределах более 5%, то следует изменить режим работы насоса одним из рассмотренных выше способов (см. раздел 8,9).

Выбор экономически наивыгоднейшего диаметра производится по формуле (16) с уточнением по ГОСТам.

Определение потерь напора на подводящих трубопроводах и на участках магистрального трубопровода производится по формулам Дарси и Вейсбаха (8, 15). Коэффициенты гидравлического трения и местных сопротивлений в зависимости от вычисленного для конкретных условий числа Рейнольдса Re могут быть определены по одной из формул, рекомендованных для различных зон турбулентного или ламинарного движения или по таблицам и справочникам [1,2].

Построение характеристик трубопровода производится по участкам графоаналитическим методом.

Строится характеристика первого участка магистрального трубопровода (от насоса до обратного клапана – точка А). Построение начала указанной характеристики производится не из начала координат, так как за ноль принята отметка оси насоса – кривая 1 на рис.10.
Строится характеристика второго участка магистрального трубопровода от обратного клапана (точка А) до разветвления (точка В) – кривая 2 на рис.10.

Обе характеристики складываются по правилу сложения характеристик последовательно соединенных трубопроводов – кривая 3 на рис.10.
строятся характеристики подводящих трубопроводов то точки разветвления В до соответствующих потребителей – кривые 4 на рис.10.
Складываются характеристики подводящих трубопроводов по правилу сложения характеристик параллельных трубопроводов – кривая 5 на рис.10.
Складывается суммарная характеристика подводящих трубопроводов 5 и характеристика 3 магистрального трубопроводы до точки В – кривая 6 на рис.10.

Характеристика трубопровода от насоса до обратного клапана;
Характеристика магистрального трубопровода от обратного клапана до разветвления (А-В);
Суммарная характеристика магистрального трубопровода от насоса до начала разветвления (точка В);
Характеристики трубопроводов к потребителям;
Суммарная характеристика подводящих трубопроводов к каждому потребителю;
Характеристика всего трубопровода (системы);
Характеристика насоса (Н-Q).

Построив суммарную характеристику всей системы (кривая 6) по , определяется положение в рабочей точке А. По рабочей точке графически определяется потребный набор .

Подбор насосов производится по суммарному расходу и найденному напору . Рабочая точка не должна выходить за пределы рекомендуемой (оптимальной) зоны, обозначенной в каталоге насоса.

При необходимости производится регулирование работы насоса.

Заканчивается работа проверкой выбранного насоса на допустимую высоту всасывания.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Осипов П.Е. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод. - М.: «Лесная промышленность», 1981г. - 424 с.

2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: «Машиностроение», 1975г. - 559 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. т.З. - М.: «Машиностроение», 1980г.- 560 с.

Приложение 1

Физические свойства жидкостей при Т=288

Жидкость	Плотность ,	Коэффициент кинематической вязкости	Давление парообразования
Вода Керосин Т-1 Бензин Б-70 Спирт	790-820 680-720	0,0114 0,020-0,025 0,0060-0,0065 0,013-0,017	0,18 0,333 0,793 0,445