Определение местных гидравлических сопротивлений
Местные потери обусловлены местными гидравлическими сопротивлениями, то есть местными изменениями формы и размера русла, вызывающими деформацию потока. К ним относят: резкие повороты трубы (колена), плавные повороты, входы и выходы из трубопроводов, резкие расширения и сужения, конфузоры.
Местные потери напора определяют по формуле Вейсбаха:
, (8)
Где:
- коэффициент сопротивления для ряда местных сопротивлений.
Коэффициенты местных сопротивлений берутся из приложения Е [Курсовая работа по дисциплинам “Гидравлика. Гидравлические машины”, “Гидравлические машины”, стр.25]
Местные сопротивления рассчитываются по формулам приведенном в источнике [Курсовая работа по дисциплинам “Гидравлика. Гидравлические машины”, “Гидравлические машины”].
Расчет потерь на общей ветке
- коэффициент сопротивления при входе в трубу с острыми краями(2 точки).
- коэффициент сопротивления на вентиле при d0 = 125мм (1 вентиль).
- коэффициент сопротивления при резком повороте 90о(2 раза)
- коэффициент сопротивления при внезапном расширении.
м.
Расчет потерь на первой ветви
Вход в трубу под углом
, (9)
где = 300 - угол отхода трубы.
- коэффициент сопротивления при повороте на 600
- коэффициент сопротивления на вентиле.
Определение местных сопротивлений конфузора:
. (10)
Примем второй неизвестный диаметр конфузора равным d1 = 2 d2 .
Где , - площадь сечение до сужения и после, м2; ;
Скорость на участке после сужения равна:
м/с.
Критерий Рейнольдса на этом участке:
.
Подставив числовые значения в формулу получим:
.
Коэффициент сопротивления конфузора:
Суммарное местное сопротивление первой ветви:
м.
Расчет потерь на второй ветви
Вход в трубу под углом
, (11)
где = 200 - угол отхода трубы.
- коэффициент сопротивления на вентиле при d2 = 69,1мм.
- коэффициент сопротивления при резком повороте на 700 .
- коэффициент сопротивления при повороте на 900 (3 точки).
- коэффициент сопротивления при выходе из трубы.
м;
Расчет потерь на третьей ветви.
- внезапное сужение
- коэффициент сопротивления на вентиле при d3 = 106 мм.
- коэффициент сопротивления при повороте на 900.
- коэффициент сопротивления при выходе из трубы.
Определение местного сопротивления змеевика:
, (12)
где
- коэффициент, определяемый из таблицы 3 [Курсовая работа по дисциплинам “Гидравлика. Гидравлические машины”, “Гидравлические машины”, стр. 11];
- число витков змеевика;
- радиус витка.
; ;
Местное сопротивление третьей ветви:
м.
После вычисления составляющих потерь напора, определяются общие потери по ветвям.
Расчет потребных напоров и выбор базовой ветви
, (13)
где - потери по общей ветви, м.
м;
м;
м.
м.
Расчет полного напора, необходимого для подачи жидкости по ветвям:
, (14)
где
- потери по общей ветви, м;
- потери по i-й ветви, м;
- свободный напор в точках потребления, м;
- отметки установки приемных емкостей, м;
м.
м.
м.
Результаты расчета конструкции и основных параметров работы
Центробежного насоса
Насос К 90/35 (4K-12)
Масса насоса m = 102 кг.
Число оборотов вала (об/мин).
Требуемая производительность м3 /час.
Требуемый напор Н= 32 м.
Допускаемый кавитационый запас 5,5 м.
Мощность насоса N = 11 кВт.
КПД насоса .
Диаметр рабочего колеса Dр = 174 мм.
Выбор стандартной гидравлической машины и анализ ее характеристик
Консольные насосы
Назначение
Центробежные консольные одноступенчатые с горизонтальным осевым подводом жидкости к рабочему колесу насосы типа К предназначены для перекачивания в стационарных условиях чистой воды (кроме морской) с рН=6-9, температурой от 0 до 85°С (при использовании двойного сальникового уплотнения с подачей в него воды до 105°С) и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения по объему не более 0,1% и размером до 0,2 мм. Используются в системах водного коммунального хозяйства, для орошения, ирригации и осушения. Насосы типов К и КМ с деталями проточной части из серого чугуна изготовляются с производительностью 5-360м3/ч и напором 10-90м для перекачивания воды с температурой от 0 до 850С, а также других жидкостей, сходных с водой по плотности и химической активности.
Насосы типа К- консольные одноступенчатые с приводом от электродвигателя через упругую муфту, с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Подвод жидкости- горизонтально по оси вала, отвод- вертикально вверх.
Основные детали- корпус насоса, крышка корпуса, рабочее колесо, узел уплотнения вала, опорная стойка и соединительная упругая муфта.
Рабочее колесо закрытого типа, закреплено на валу при помощи шпонки и гайки; разгруженное от осевых усилий (за счёт разгрузочных отверстий в заднем диске колеса).
Корпус насоса представляет собой чугунную отливку, внутренняя полость которой изготовлена в виде спирали, переходящей в напорный патрубок. Крышка корпуса отлита за одно целое со входным патрубком насоса.
Описание
Консольный насос представляет собой, с точки зрения гидравлики, характерный тип центробежного насоса, рабочим органом которого является центробежное колесо. Центробежное колесо состоит из двух дисков, между которыми, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса.
При вращении колеса на каждую частицу жидкости, находящуюся внутри колеса, действует центробежная сила, прямо пропорциональная расстоянию частицы от центра колеса и квадрату угловой скорости вращения колеса. Под действием этой силы жидкость выбрасывается в напорный трубопровод из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а периферийной его части - повышенное давление.
Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном резервуаре и в центральной области колеса, где имеется разрежение.
В насосах типа К подвод крутящего момента от вала электродвигателя на вал насоса происходит через упругую муфту.
Исполнение насоса по узлу уплотнения определяется температурой воды и давлением на входе в насос. В одинарное сальниковое уплотнение затворная жидкость не подается.
При температуре воды свыше 85°С или при абсолютном давлении на входе ниже атмосферного в двойное сальниковое уплотнение подается затворная вода под давлением, превышающим давление жидкости перед уплотнением на 0,5-1 кгс/см2.
В двойное сальниковое уплотнение затворная жидкость (вода) подается в тупик. Нормальная величина внешней утечки воды до 3 л/час, через сальник должна просачиваться жидкость, чтобы смазывать уплотняющую поверхность.
К группе консольных насосов относятся центробежные одноступенчатые чугунные насосы с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Колесо такого насоса располагается на конце вала (консоли), закрепленного в подшипниках корпуса насоса или электродвигателя
С целью оптимизации трубопровода по его стоимости ответвления могут быть пересчитаны на меньшие номиналы диаметров труб, исходя из условия:
Hполн1 = Hполн2 =…..= Hполн.n ; (15)
Выбираем наибольший напор, по которому будет вестись расчет насоса.
м3/ч - общий расход (общая производительность).
м - полный напор.
По полученным данным выбираем насос К 90/35 (4K-12)
Рисунок 1 – Характеристика насоса К 90/35 (4K-12), n=2900мин-1
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|