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 90^о(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.

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.

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 D_р = 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:

H_полн1= H_полн2=…..= H_полн.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: