Расчет центробежного насоса

Задание 1

«Расчет центробежного насоса»

Центробежный насос необходимо установить на высоте 5 м над уровнем открытого водоема для перекачки V, м3/ч воды в реактор, работающий под избыточным давлением ризб, МПа.  Геометрическая высота подъема воды 20, м. Температура воды t, оС. На линии нагнетания (Lн) расположены n1 отводов под углом 90о и n2 отводов под углом 110о, а также n3 нормальных вентиля и n4 прямоточных. На линии всасывания (Lвс) установлено n5 прямоточных вентилей и n6 отводов под углом 90о. Следует выбрать насос по напору и мощности.

Рис. 1- Схема насосной установки

Исходные данные:

- допустимая высота всасывания                                Ндоп.вс = 5 м;

- геометрическая высота подъема                                Нг = 20 м;

- объемная подача воды                                        Q = 39 м3/ч;

- давление в реакторе (изб.)                                        ризб = 0,09 МПа;

- температура воды                                                t = 15оС;

- длины участков трубопровода                                Lвс = 12 м;

Lн = 34 м;

- местные сопротивления на линии нагнетания:

отводы под углом 90о                                        n1 = 2 шт.;        

отводы под углом 110о                                        n2 = 4 шт.;        

нормальных вентилей                                         n3 = 1 шт.;

прямоточных вентилей                                 n4 = 3 шт.;

- местные сопротивления на всасывающей линии:

отводы под углом 90о                                        n5 = 2 шт.;        

прямоточных вентилей                                 n6 = 1 шт.

Решение

По справочным данным [1] вода при температуре 15оС имеет:

- плотность [1, табл. IV]                                ρ = 999 кг/м3;

- динамическая вязкость [1, табл. IX]                μ = 1,14⋅10-3 Па⋅с.

Примем по рекомендациям [1, табл. 1.1] скорость воды во всасывающем и нагнетающем трубопроводах одинаковой и равной

w = 1,5 м/с.

Диаметр трубопроводов для обеспечения принятой скорости из уравнения расхода должен составлять

[pic 1] 0,096 м.

По справочным данным [2] примем трубы

dн×δ = 108×4.

Внутренний диаметр труб равен

d = dн - 2δ = 108 - 2⋅4 = 100 мм.

Рабочая скорость воды в трубопроводах составляет

[pic 2]1,38 м/с.

Критерий Рейнольдса для воды в трубопроводах определим по формуле

Re = [pic 3].

Подставив численные значения, получим:

Re = [pic 4] 120932 > 104,

режим течения воды турбулентный.

Примем для трубопровода установки трубы, находящиеся в эксплуатации несколько лет. Для таких труб согласно справочным данным [1, табл. XII] абсолютная шероховатость составляет                              

∆ = 0,2 мм.

Относительная эквивалентная шероховатость трубопровода равна