Гидравлический расчет технологического трубопровода подбор насоса (стр. 2 из 3)

Так как последние два значения Reпринадлежат интервалу [ReКР1; ReКР2], то течение смешанное турбулентное, и:

, тогда

Потери напора на втором участке трубопровода:

, найдём:

Найдём потери напора в местных сопротивлениях.

Для этого выберем справочные значения коэффициентов местных потерь для соответствующих местных сопротивлений:

- вход в трубу;

-вентиль нормальный;

- внезапное сужение;

-отвод φ=90° ;

-выход из трубы;

· Тогда для Iтрубы:

· Для IIтрубы:

Местные потери на Iучастке:

, получим:

Местные потери на IIучастке:

Получим:

Тогда общие потери на Iи IIучастках:

· На 1-м участке:

· На 2-м участке:

Общие потери:

Находим значение фактического напора:

1.2.4 Определение требуемого напора

Находим требуемый напор:

На основании проведённых расчетов построим кривую требуемого напора.

2. Подбор насоса

В данной работе подбор насоса заключается в поиске такого насоса, для которого рабочая точка, при совмещении с кривой требуемого напора, располагалась в пределах области насоса, и для которой обычный расход qvбыл равен заданному для трубопровода расходу или отличался от него в большую сторону. При этом излишек расхода может быть погашен путем перекрытия запорного устройства.

С помощью насоса для обеспечения расхода жидкости

м3/с= м3/час, необходимо создание требуемого напора Hтреб=38м.

Подберём насос для обеспечения таких условий:

Марка	Q,м3/с	Н, м столба жидкости	n,1/с	ηн	Электродвигатель
					Тип	Nн, кВт	ηдвиг
Х8/30	2.4·10-3	24	48.3	0.50	АО2-32-2	4	0.82

Определим рабочую область для необходимого расхода жидкости:

м3/с;

м3/с.

Найдем напоры, соответствующие таким расходам:

Из соотношения

, подставляя H1=24 м, qv1=2.4·10-3 м3/с и соответственно м3/с и м3/с найдем м; м.

По трем имеющимся точкам построим кривую насоса.

qv·103, м3/с	1.92	2.4	2.88
H, м	37.5	24	16.67

3. Регулирование работы насоса

Видно, что кривая требуемого напора и насоса пересекаются практически в рабочей области. Кроме того, насос обеспечивает небольшой дополнительный запас расхода и напора. Для повышения необходимого напора в сети, необходимо использовать запорно-регулирующее устройство (вентиль). При его частичном перекрытии уменьшается сечение потока и возрастает значение местного сопротивления, что приводит к смещению кривой напора против часовой стрелки.

Метод регулирования подачи насоса изменением числа оборотов вала наиболее эффективен с позиции экономии энергоресурсов. Вместе с тем, для привода насосов часто используются относительно дешевые, надежные и простые в эксплуатации асинхронные электродвигатели. Изменение числа оборотов таких двигателей сопряжено с необходимостью изменения частоты питающего переменного тока. Этот способ оказывается сложным и требующим значительных затрат. В связи с этим, для регулирования подачи насосов преимущественно используется дросселирование.

Изменение положения маховика вентиля сопровождается изменением коэффициента местного сопротивления. Если изменение числа оборотов – это воздействие на характеристику насоса, то дросселирование – это изменение характеристики сети.

Если, например, прикрыть вентиль, тем самым, увеличив потери напора в сети, как видно из уравнения для расчета местных потерь напора, рост коэффициента местного сопротивления приведет к росту потерь напора. Соответственно, потребный напор также вырастет. Новая характеристика сети пройдет круче. При этом рабочая точка сместится в сторону меньших расходов.

Рассчитаем полезную мощность, затрачиваемую насосом на сообщение жидкости энергии давления:

кВт;

Мощность на валу (с учетом КПД насоса

): кВт;

Мощность, потребляемая двигателем (номинальная), с учетом того, что КПД передачи равен единице:

кВт;

Принимая коэффициент запаса мощности

, найдем установочную мощность двигателя:

кВт;

Учитывая то, что паспортная мощность выбранного насоса немного больше рассчитанной, позволяет сделать вывод, что насос выбран наиболее подходящий.

Перепуск (байпассирование). При регулировании подачи насоса данным способом необходимый расход жидкости в системе обеспечивается за счет отвода части перекачиваемой насосом жидкости из напорного трубопровода во всасывающий, по перепускному трубопроводу. Если требуется уменьшить подачу в систему, открывают клапан на перепускном трубопроводе. Характеристика сети станет положе и общая подача насоса увеличивается.

Данный способ регулирования более экономичен для насосов, у которых потребляемая мощность снижается с увеличением подачи. У центробежных насосов регулирование перепуском приведет к возрастанию мощности насоса и может вызвать перегрузку электродвигателя.

Перепускаемый с напорной стороны во всасывающую, поток жидкости обладает некоторой энергией. Если при регулировании перепуском не происходит полезной передачи энергии перепускаемой жидкости потоку, подходящему к рабочему колесу, потери затраченной мощности можно определить по формуле:

,

где qН – подача насоса,

qП – перепускаемый расход,

Nуст – мощность, потребляемая насосным агрегатом.

Тогда

кВт.

Энергию перепускаемого потока можно рационально использовать двумя способами: