Подбор насоса на заданные параметры

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению практических задач

по дисциплине «Гидромеханика и нагнетатели»

для студентов заочной и очно-заочной форм обучения,

направление «Строительство»

270700, профиль – «Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

 

Задания, пример расчёта

 

Калининград 2013


СОДЕРЖАНИЕ

  Введение……..………………………………………………
1. Задача №1……………………………………………………
2. Задача №2……………………………………………………
3. Задача №3……………………………………………………
4. Задача №4……………………………………………………
5. Задача №5……………………………………………………
6. Задача №6……………………………………………………
7. Задача №7……………………………………………………
  Литература……………………………………………………..

 


ВВЕДЕНИЕ

 

 

Методические указания составлены в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

С целью обеспечения удобства использования студентами настоящих методических указаний в состав их включены практически все необходимые для расчётов данные из нормативной и справочной литературы.

Номер варианта выбирается как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки.


ЗАДАЧА №1

 

Подбор насоса на заданные параметры

Вода забирается насосом из реки и подаётся в бак водонапорной башни в количестве q=105 л/с согласно приведённой на рис. 1 схеме.

Из реки по самотечной линии из стальных труб диаметром dc=500 мм и длиной lc=85 м вода поступает в береговой водозаборный колодец, из которого по стальной всасывающей трубе диаметром dвс=450 мм и длиной lвс=60 м (с приёмной сеткой без клапана) подводится к насосу. Насосом вода по напорной линии из чугунных труб dн=350 мм и lн=1000 м подаётся в бак водонапорной башни. Отметка горизонта низких вод в реке ZГНВ=40 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в баке водонапорной башни ZВБ=95 м.

Требуется определить напор и мощность насоса, а также мощность электродвигателя. Подобрать по каталогу насос. Вал насоса соединён с валом двигателя с помощью упругой муфты.

Решение. Напор Н, который должен развивать насос, определяется по формуле:

Н=Нг+hc+hвс+hн,

где Нг – геометрическая высота подъёма воды насоса;

hc, hвс, hн – потери напора в самотечной, всасывающей и напорной линиях.

Геометрическая высота подъёма Нг воды насосом

Нг=ZВБ-ZГНВ=95-40=55 м.

Потеря напора hc в самотечной линии dc=500 мм и lc=85 м из стальных труб при расходе 105 л/с определяется по формуле:

hc=1,1AcKclcQ2=1,1·0,04692·1,081·85·0,1052=0,05 м,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления;

Ac – удельное сопротивление самотечной линии; принимается в зависимости от диаметра и материала трубы по табл. 1, Ac=0,04692 для Q в м3/с;

Kc – поправочный коэффициент к значению Ac, учитывающий, что uс¹1; принимается в зависимости от uс=0,5 м/с (принять по таблицам Шевелёва) при расходе q=105 л/с и dc=500 мм по табл. 2, Kc=1,081;

lc – длина самотечной линии, lc=85 м;

Q – расход в м3/с, Q=0,105 м3/с.

Потеря напора hвс во всасывающей линии dвс=450 мм и lвс=60 м из стальных труб с приёмной сеткой без клапана при расходе 105 л/с определяется по формуле:

hвс=1,1 AвсKвсlвсQ2+zпр.сu2вс/(2g)=

=1,1·0,08001·1,053·60·0,1052+3·0,622/(2·9,8)=0,12 м,

где Kвс=1,053 (принимается по табл. 2) при uвс=0,62 м/с (принять по таблицам Шевелёва);

zпр.с – коэффициент гидравлического сопротивления приёмной сетки без клапана, принимается по табл. 3.

Потеря напора hн в напорной линии dн=350 мм, lн=1000 м из чугунных труб при расходе 105 л/с.

hн=1,05AнKнlнQ2=1,05·0,2948·0,999·1000·0,1052=3,41 м,

где Kн=0,999 при uн=1,01 м/с принимается по табл. 2.

Напор насоса

Н=Нг+hc+hвс+hн=55+0,05+0,12+3,41=58,58 м.

Мощность насоса определяется по формуле:

Где r - плотность воды, 1000 кг/м3;

Q – подача насоса, м3/с;

hн – КПД насоса (при определении ориентировочно мощности насоса КПД принимается hн»0,75).

Мощность двигателя, соединённого с насосом упругой муфтой (КПД передачи hп=1,0, коэффициент запаса мощности Кз=1,12), определяется по формуле:

По каталогу (рис. 2) наиболее подходящим для заданных q и Н будет насос Д500-65, число оборотов которого n=1450 мин-1.

Рис. 2. Сводные графики полей насосов типа К (КМ) и Д

 

 

Таблица 1

Значения удельных сопротивлений A при u=1 м/с для новых

стальных и чугунных водопроводных труб

Трубы стальные водогазопроводные Трубы стальные электросварные Трубы чугунные Напорные
d, мм А (для Q в м3/с) d, мм А (для Q в м3/с) d, мм А (для Q в м3/с)
831,7
624,8 276,1
307,8 83,61
119,8 34,09
53,88 7,399
22,04 2,299
15,09 0,8336
5,149 0,4151
1,653 0,2085
772,7 0,6619 0,1134
360,1 0,2948 0,06479
192,7 0,1521 0,02493
60,65 0,08001 0,01111
24,35 0,04692 0,005452
    0,01859 0,002937
    0,009119 0,001699
    0,004622    
    0,002504    
    0,001447    
    0,0005651    
    0,0002547    
    0,0001776    
    0,0001268    

 


Таблица 2

Поправочные коэффициенты к значениям А

u, м/c Значения К для труб
новых стальных новых чугунных асбестоцементных и железобетонных
0,2 1,244 1,462 1,308
0,25 1,198 1,38 1,257
0,3 1,163 1,317 1,217
0,35 1,138 1,267 1,185
0,4 1,113 1,226 1,158
0,45 1,095 1,192 1,135
0,5 1,081 1,163 1,115
0,55 1,067 1,138 1,098
0,6 1,057 1,115 1,082
0,65 1,046 1,096 1,069
0,7 1,039 1,078 1,056
0,75 1,029 1,062 1,045
0,8 1,021 1,047 1,034
0,85 1,016 1,034 1,025
0,9 1,011 1,021 1,016
1,1 0,993 0,988 0,986
1,2 0,986 0,965 0,974
1,3 0,979 0,951 0,963
1,4 0,972 0,938 0,953
1,5 0,968 0,927 0,944
1,6 0,965 0,917 0,936
1,7 0,961 0,907 0,928
1,8 0,958 0,899 0,922
1,9 0,954 0,891 0,916
0,951 0,884 0,91
2,1 0,947 0,878 0,905
2,2 0,946 0,871 0,9
2,3 0,943 0,866 0,895
2,4 0,941 0,861 0,891
2,5 0,939 0,856 0,887
2,6 0,937 0,851 0,883
2,7 0,936 0,847 0,88
2,8 0,934 0,843 0,876
2,9 0,933 0,839 0,873
0,932 0,836 0,87

 

Таблица 3

Значение коэффициента местного сопротивления

    Вход в трубу без расширения z=0,5.     Плавно очерченный вход в трубу z=0,1.   Приёмная сетка без клапана z=2…3.
Приёмный клапан с сеткой z=5…8. Обратный клапан z=1,7. Колено с углом 90º z=0,5…0,6.
Колено с углом 45º z=0,1…0,5. u1 u2     Переход суживающийся z=0,1 u1 u2     Переход расширяющий­ся z=0,25
Тройник в прямом направлении z=0,1 Тройник в направлении ответвления z=2,0 Тройник при ответвлении z=1,5
Задвижка h/d 0,5 0,2 0,1
z
               

Таблица 4

Исходные данные по вариантам

  Номер варианта
  Пример
q, л/с
dc, мм
lc, м
dвс, мм
lвс, м
dн, мм
lн, м
ZГНВ, м
ZВБ, м

 


ЗАДАЧА №2