Гидравлический расчет трубопровода и насосы

1. Подбор ЦБН и определение режима работы

1.1 Определение величины потребного напора

Для определения потребного напора составим схему насосной установки.

[pic 1]

Рисунок 1.1 – Схема насосной установки

Запишем уравнения Бернулли для всасывающего и нагнетательного трубопровода.

zвс +  =  +  + Σh1-2;[pic 2][pic 3][pic 4]

 +  = zн +  + Σh3-4.[pic 5][pic 6][pic 7]

Где p1, p2, p3, p4 – абсолютные давления в соответствующих сечениях.

Примем, что давление в питающем резервуаре равно атмосферному    p1 = pатм. Тогда во втором резервуаре давление равно p4 = pатм + pк.

Определим напор насоса как разность удельных энергий на нагнетании и всасывании.

Hн = ( + ) – ( + ) = (zн +  + Σh3-4) – (zвс +  -  Σh1-2) = (zн - zвс) +  + Σh1-2 + Σh3-4.[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

Правая часть полученного уравнения называется потребным напором в трубопроводе.

Hпотр = (zн - zвс) +  + Σh1-2 + Σh3-4.[pic 15]

Таким образом, задача сводится к определению потерь напора во всасывающей и нагнетательной линиях. Рассчитаем потери напора во всасывающей линии.

Зададимся скоростью перекачки  = 2 м/с.[pic 16]

Оценим диаметр всасывающей линии.

.[pic 17]

Выбираем ближайшее большее значение по ГОСТ dГОСТ = 1020 мм.

Выбираем толщину стенки δ = 10 мм. Следовательно, труба с dн = 1020 мм и           δ = 10 мм. Тогда dвс = dн - 2δ = 1020 – 2 ∙ 10 = 1000 мм.

Уточняем скорости движения жидкости во всасывающем трубопроводе.

 =  м/с.[pic 18][pic 19]

Используем трубы в бывшей эксплуатации с .[pic 20]

Определим число Рейнольдса.

.[pic 21]

Определим граничные числа Рейнольдса.

;[pic 22]

.[pic 23]

Режим движения турбулентный, зона гладкого трения, т.к. 2320 < Re < ReI.

.[pic 24]

Потери напора на всасывании.

,[pic 25]

hτ =  =  м;[pic 26][pic 27]

hмс =  =  = 0,606 м;[pic 28][pic 29]

Σh1-2 = 0,038 + 0,606 = 0,644 м.

Рассчитаем потери напора на нагнетательной линии. Так как диаметр нагнетательной линии меньше чем диаметр всасывающей линии, поэтому примем      dн = 820 мм, δ = 9 мм.

dнагн = 820 – 2 ∙ 9 = 802 мм;

 =  =  = 2,69 м/с;[pic 30][pic 31][pic 32]

;[pic 33]

;[pic 34]

;[pic 35]

Режим движения турбулентный, зона гладкого трения, т.к. 2320 < Re < ReI.

;[pic 36]

Σh3-4 =1,02 ∙  =  м;[pic 37][pic 38]

Hпотр = 15 – (-1,2) +  + 0,644 + 316,8 = 346,2 м.[pic 39]

1.2 Расчет и графическое построение кривой потребного напора

Зададимся значениями расхода от 0 до 1,3Q и определим величины потребного напора в соответствии с уравнением

Hпотр = (zн - zвс) +  + Σh1-2 + Σh3-4.[pic 40]

Таблица 1.1 - Результаты расчетов при заданных подачах во всасывающей и нагнетательной линиях

[pic 41]

По полученным результатам строим кривую потребного напора.

[pic 42]

Рисунок 1.2 – Кривая потребного напора

1.3 Подбор основных ЦБН

Для расхода Q=4900 м3/ч  и напора Н=347,07 м подбираем следующие насосы.