Документ: Методические указания к расчетно-графической работе по теме «Выбор центробежного насоса». Рукин Ю.Б., Жилин Р.А, страницы 6-9

Практическое руководство Указания к оформлению работы

Согласно программе курса «Гидравлика» студенты профиля «Оборудование и технология сварочного производства» выполняют расчетно-графическую работу.

Работа включает:

1) пояснительную записку (с соответствующими расчетами);

2) графический материал (в объеме 1 листа формата А2) с изображением: схемы подъема воды (по аналогии с рис. 7) и совместной характеристики насоса и сети с определением рабочих параметров насоса (по аналогии с рис. 8).

Вариант задания работы (табл. 1) определяет преподаватель, согласно списку студентов группы.

Пояснительная записка должна иметь следующее содержание:

Введение

1. Исходные данные работы на тему "Выбор центробежного насоса"

2. Определение требуемого напора насоса H_тр

2.1. Расчетная формула определения H_тр

2.2. Определение диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов насосной станции

2.3. Уточнение диаметра труб и скорости движения воды

2.4. Определение коэффициента гидравлического трения λ

2.5. Требуемый напор насоса H_тр

3. Выбор марки насоса по Q и H_тр и построение рабочей характеристики насоса

4. Построение характеристики сети и нахождение рабочей точки совместной работы насоса и сети

5. Определение рабочих параметров насоса Список литературы

Таблица 1

Исходные данные для работы

Номер задания	Q, м³/час	Н_Г, м	L_ВС , м	L_Н , м	Номер задания	Q, м³/час	Н_Г, м	L_ВС , м	L_Н , м
1	15	17	8	25	27	16	17	7	44
2	17	16	6	75	28	18	16	7,5	36
3	19	16	8,5	27	29	20	20	6,5	48
4	21	23	11,8	19	30	22	23	12	120
5	23	22	10,5	28	31	24	22	15,5	32
6	25	21	10,5	38	32	26	21	10,5	54
7	27	21	12,0	85	33	28	19	16,5	96
8	29	20	11,5	67	34	30	18	9	78
9	31	20,5	9,6	39	35	32	20,5	10	30
10	33	20	10,5	34	36	34	20	11	39
11	68	10	10	100	37	36	20	12	68
12	37	17	12,5	48	38	38	19	13	67
13	39	19	13,5	40	39	40	19	14	87
14	41	18	14,5	46	40	42	18	15	96
15	43	21	15,5	116	41	44	19	16	107
16	45	17	9	87	42	46	20,8	8	67
17	47	13	13	56	43	48	18,5	12,6	106
18	49	18	12,5	46	44	50	13,5	11,5	66
19	51	15,5	12	50	45	52	11,8	12	85
20	53	22	12,2	100	46	54	17	13,5	60
21	55	17	20	35	47	56	16,8	14,5	44,5
22	57	27	14	110	48	58	20	15,5	85
23	59	15	21	95	49	60	16	16	114
24	61	16	16	105	50	62	16	9,5	20
25	63	17	17	120	51	64	15	15	95
26	65	9,5	7	20	52	35,28	20	13,0	20

1. Исходные данные для работы

Для поддержания постоянства уровня воды в водонапорной башне системы А.А. Рожновского (см рис. 7) в нее из расположенного рядом шахтного колодца периодически подкачивается вода насосной станцией, оборудованной горизонтальным одноступенчатым центробежным насосом типа "К".

Рис. 7. Схема подъема воды:

1 - шахтный колодец;

2 - насосная установка, оборудованная центробежным горизонтальным одноступенчатым консольным насосом типа "К";

3 - здание насосной станции;

4 - всасывающий трубопровод;

5 - напорно-регулирующая задвижка;

6 - напорный трубопровод;

7 - смотровой колодец;

8 - задвижка;

9 - башня Рожновского;

10 - распределительный трубопровод;

Р₀ - давление на свободную поверхность воды шахтного колодца, Н/м²;

Р_Н - давление на свободную поверхность воды башни, Н/м²;

H_г - геометрическая высота подъёма воды, м

Расход воды из башни составляет Q.

Длина всасывающей линии насоса L_ВС и нагнетательной линии L_Н.

Суммарные коэффициенты местных сопротивлений для всасывающего трубопровода и для нагнетательного - .

Скорость воды во всасывающем трубопроводе V_ВС = 0,8 м/с, в нагнетательном V_Н = 1,0 м/с.

Геометрическая высота подъема воды Н_г.

Требуется:

1) произвести выбор марки центробежного насоса;

2) определить рабочие параметры насоса, работающего на заданную водопроводную сеть;

3) начертить схему насосной установки. Числовые исходные данные курсовой работы берутся из таблицы 1.

Примечание: трубы для всасывающего и нагнетательного трубопроводов принимаются по ГОСТ 10704-75 с внутренним диаметром в мм: 57; 63,5; 76; 89; 102; 108; 114; 130; 146; 159; 180; 219.

2. Определение требуемого напора насоса Нтр

2.1. Расчетная формула определения Нтр

Насос выбирается по заданному расходу (или то же самое - подаче) Q и требуемому напору Н_тр, исходя из принятой схемы водоснабжения (как на рис. 7).

Расчетная формула для определения требуемого напора записывается в виде:

, (1)

где - высота противодавления, м;

Р_Н - давление на свободную поверхность воды водонапорного бака, Н/м³;

P₀ - давление на свободную поверхность воды шахтного колодца, Н/м²; для открытой водонапорной башни и открытого шахтного колодца P_Н = P₀ = P_атм и соответственно высота противодавления равна , где - удельный вес перекачиваемой воды, Н/м³;

Н_Г – геометрическая высота подъема воды, м;

- потери напора во всасывающем трубопроводе насоса м;

- потери напора в нагнетательном трубопроводе насосной установки, м.

В общем случае потери напора слагаются из потерь напора по длине , и местных потерь напора :

.

Потери напора по длине определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

, (2)

а местные потери напора по формуле Вейсбаха:

(3)

Отсюда потери напора составят:

(4)

Конкретно для трубопроводов рассматриваемого примера выражение (4) запишем в виде:

1) для всасывающего трубопровода:

(5)

2) для нагнетательного трубопровода:

(6)

где , - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси) соответственно во всасывающем и нагнетательном трубопроводах;

V_ВС, V_Н - скорость соответственно во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м/с;

(7)

(8)

Заменяя скорость V через подачу Q и диаметр d, требуемый напор Н_трпо формуле (1) запишем в следующем развернутом виде:

или:

(10)

где S - коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода, с²/м⁵, равный:

(11)

Для определения H_тр необходимо знать диаметры всасывающего d_ВС и нагнетательного d_Н трубопроводов, а также коэффициенты гидравлических трений соответственно для всасывающего , и нагнетательного трубопроводов.