Задачи по расчету параметров насосов

Содержание

3.1 Гидравлический расчет длинного простого трубопровода

Рассмотрите возможность использования длинных трубопроводов, например.

те, где потеря давления на

преодолеть местное сопротивление

незначительный по сравнению с

потеря головы по длине.

Для гидравлического расчета воспользуемся

по формуле () для определения потерь

напор по всей длине воздуховода

NSвысокий

длинный трубопровод

трубопровод постоянного диаметра

трубы, работающие под давлением H (рисунок

6.5).

Рисунок 6.5

Чтобы рассчитать простой длинный трубопровод

при постоянном диаметре пишем

уравнение Бернулли для разделов 1-1 и 2-2

Скорость 1 = 2 = 0,

и давление P1 = P2 = Pat, следовательно, уравнение Бернулли для этих

условия обретут форму

В результате вся голова изнашивается для преодоления гидравлики

сопротивления по всей длине трубопровода.

Поскольку у нас гидравлически длинный

трубопровод, поэтому, пренебрегая помещением

потери давления, получаем

(6.22)

Но согласно формуле (6.1)

где это находится

Следовательно, давление

(6,24)

Раздел 4. Расчет теоретической характеристики насоса 25

Теоретическая

головка насоса 26
Теоретическая

гидравлическая характеристика насоса

мощность… 0,27
Теоретическая

производительность насоса согласно КПД D 27

Запросы

к диссертации 31

Библиографический

список 32

Задача,

содержание и исходные данные для курса

опера.

Предложение

бумага дизайнерская

гидравлика и гидроприводы

системы

вагон с жидкостным охлаждением

мотор.

расчетная часть курсовой работы.

Водопроводчик

расчет системы охлаждения двигателя.
Конструктивная

расчет центробежного насоса.
Оплата

теоретические характеристики насоса.

Оригинал

данные на диссертацию.

Власть

двигатель Nдв=

120,

киловатты.
Делиться

мощность двигателя удалена

охлаждение

= 0,18
Температура

хладагент (теплоноситель)

на выходе из мотора t1

=

92, ° С и на выходе из радиатора t2

=

67, ° С.
Частота

вращение крыльчатки в насосе нет

= 510, об / мин
Ценится

напор насоса

=

1,45,

м.
Ценится

падение давления в охладителе

мотор

=

0,45,

м.
Ценится

падение давления в радиаторе

=

0,3,

м.
Диаметр

нижний коллектор (внутренний

охладители двигателя d1

=

40,

мм.

9. Диаметры

коллекторы радиатора (внутренние) d2

50, мм.

10.

Внутренние диаметры для всех труб

гидролинии d3

15,

мм.

одиннадцать.

Общая протяженность трубопроводов на участке

гидравлические магистрали, первые по ходу движения

из

мотор

к радиатору L1

0,7,

м.

12.

Общая длина труб второго

участок гидролинии L2

1.5,

м.

ОПИСАНИЕ

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.

Система

система охлаждения двигателя состоит из (рис. 1

центробежный насос 1, устройство

охлаждение двигателя 2, радиатор для

охладить поток охлаждающей жидкости

воздух 3, термоклапан 4 и фитинг

трубопроводы – гидролинии 5. Все

указанные элементы системы включены в

так называемый «большой» охлаждающий круг.

Также существует «маленький» круг охлаждения, когда

охлаждающая жидкость не попадает в радиатор.

Причины наличия как «больших», так и

показаны “маленькие” охлаждающие круги

по специальным дисциплинам. Расчет

подчиняется только “большому” кругу, например

расчетный путь движения охлаждения

жидкость (теплоноситель).

Устройство

охлаждение двигателя состоит из «рубашки»

крышка цилиндра (головка) охлаждения

двигатель (2а), рубашка охлаждения

боковые стенки цилиндров

двигатель (в виде вертикальных штрихов

цилиндрический, расположенный

с обеих сторон двигателя) (26) и два

цилиндрические коллекторы для сбора

охлаждающая жидкость (2c). Представление

Охлаждающие «жилетки» на бедрах

цилиндры в виде вертикальных штрихов

это условно, но достаточно близко

в реальность и все

представление рассматриваемого объекта

охладители двигателя могут

будет использоваться при удержании

расчет гидросистемы

охлаждение двигателя.

Радиатор

3 состоит из верхнего (For) и нижнего (36)

коллекторы, вертикальные трубы

(Sv) по которой движется хладагент

от верхнего коллектора к нижнему.

Термоклапан (термостат) есть

автоматический ускоритель

устройство, предназначенное для

изменения в движении охлаждающей жидкости o

на

«большие» или «маленькие» круги.

Устройства и принципы работы радиатора

и термоклапан (термостат) изучены

по специальным дисциплинам.

Теплоноситель

когда он движется по “большому” кругу

проходит следующий путь:

центробежный насос – рубашка охлаждения

крышки цилиндров – вертикальные ходы в

стенки двигателя – нижние коллекторы

охлаждающие устройства

двигатель – узел, соединяющий два потока

– термоклапан – коллектор верхний

радиатор

– патрубки радиатора – коллектор нижний

радиатор – вход к помпе. Вдоль дороги

некоторые “местные” сопротивления преодолеваются

в виде внезапного увеличения или сокращения

поток, поворот на 90 °, а также в виде

дросселирующее устройство (термоклапан).

Все

гидравлические магистрали системы охлаждения двигателя

изготовлен из технически гладкого

трубки, с внутренним диаметром трубок

по всем гидравлическим линиям

они равны

и равняется d3.

Присвоение также содержит значения

диаметры нижнего коллектора

охладители двигателя d1

и оба радиаторных коллектора d2,

а также

длина радиаторных коллекторов lр = 0,5

м.

Теплоноситель

он принят в системе охлаждения двигателя

хладагент,

чем при температуре +4 ° плотности

А также

= 1080

кг / м3

, и кинематика

вязкость

м2 / с.

Это могут быть жидкости «Антифризы»,

«Антифриз», «Лена», «Прайд» или другие.

Подробнее о способе прямой подачи воды

Система может быть организована несколькими способами. Самым простым, но не самым эффективным является вариант, когда вода подается из колодца к местам потребления без дополнительных устройств. Эта схема подразумевает частое включение и выключение насоса во время работы. Даже при непродолжительном открытии крана насосное устройство запустится.

Вариант с прямым водоснабжением можно использовать в системах с минимальным разветвлением трубопроводов, если при этом не планируется постоянное проживание в доме. При расчете основных параметров необходимо учитывать некоторые характеристики. В первую очередь, это касается создаваемого давления. С помощью специального калькулятора можно быстро произвести расчеты по определению давления на выходе.

Расчет расхода и напора воды

Таблица подбора насосов для скважин.

Выбор насосного оборудования надо осуществлять, учитывая предполагаемый расход воды для участка и дома:

для душа – 0,2-0,7 л/с;
для джакузи – 0,4-1,4 л/с;
для ванны со стандартными смесителями – 0,3-1,1 л/с;
для раковины, мойки на кухне и в санузлах – 0,2-0,7 л/с;
для кранов с распылителями – 0,15-0,5 л/с;
для унитаза – 0,1-0,4 л/с;
для биде – 0,1-0,4 л/с;
для писсуара – 0,2-0,7 л/с;
для стиральной машины – 0,2-0,7 л/с;
для посудомоечной машины – 0,2-0,7 л/с;
для поливочных кранов и систем – 0,45-1,5 л/с.

Чтобы вычислить напор, необходимо помнить, что давление в трубах должно составлять 2-3 атмосферы, а избыточная мощность насоса не должна превышать 20 м. Например, глубина погружения составляет 10 м от уровня грунта, тогда расчетные потери будут равны 3 м. В этом случае напор рассчитывается так: глубина скважины + подача воды по вертикальному стволу + высота над уровнем грунта верхней точки водоразбора + избыточное давление + расчетные потери. Для данного примера расчет будет следующим: 15 + 1 + 5 + 25 + 3 = 49 м.

При суммировании примерного расхода за единицу времени надо учитывать и то, что одновременно открываются 5-6 кранов или используется аналогичное количество точек водоразбора. Учитывается количество проживающих, наличие теплиц на участке, сада и прочие параметры. Без этих данных правильный подбор невозможен.

Циркуляционные насосы

Эти установки обеспечивают постоянное обновление потоков воды. Благодаря им из воды удаляются крупные частицы, снижается риск образования водорослей. При этом вода выглядит чистой и равномерно прогревается, а выкачивание происходит почти бесшумно.

Виды устройств:

вихревые;
центробежные.

Центробежные быстрее и стоят меньше, но могут забирать воду только в одном направлении и должны использоваться в небольших водоемах. Вихревые отличаются более сложным устройством, повышенной ценой. Они могут забирать воду сразу в нескольких направлениях, но при этом более шумные. Если нужно недорогое устройство с тихой работой, лучше брать центробежный тип.

Подробнее о способе прямой подачи воды

Система может быть организована по-разному. Наиболее простым, но не самым удачным, является вариант, при котором вода подается из скважины к местам потребления без дополнительных приспособлений. Данная схема подразумевает частое включение и выключение насоса при эксплуатации. Даже при кратковременном открытии крана будет совершен запуск насосного устройства.

Вариант с прямой подачей воды может использоваться в системах с минимальным разветвлением трубопроводов, если при этом в строении не планируется проживать постоянно. При расчетах основных параметров должны учитываться некоторые особенности. В первую очередь это касается создаваемого напора. С помощью специального калькулятора можно быстро произвести вычисления для определения давления на выходе.

Классификация основных процессов химической технологии

По основным кинетическим закономерностям процессы делятся:

гидродинамические – характеризуются законами гидродинамики (это наука о движении жидкостей и газов). К этим процессам относятся: перемещение жидкостей. Сжатие и перемещение газа, разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле сил тяжести (отстаивание), в поле центробежных сил (центрифугирование), а также под действием разности давлений при движении через пористый слой (фильтрование).
тепловые – характеризуются законами теплопередач (это наука о распределении тепла). Такими процессами являются охлаждение, выпаривание, конденсация. К тепловым процессам относят процессы охлаждения, температура которых меньше температуры окружающей среды. Скорость тепловых процессов значительно зависит от гидродинамических условий (скоростей и режимов истечений), при которых осуществляется обмен между обменивающимися теплом средами.
массообменные – характеризуются переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. К этой группе процессов, описываемых законами массопередачи, относятся абсорбция, перегонка (или ректификация), экстракция из растворов, растворение и экстракция из поверхности пористых тел, кристаллизация, адсорбция и сушка. Протекание процессов массообмена тесно связано с гидродинамическими условиями фаз на их границе.
химические – протекают со скоростью, связанной с законами химической кинетики. Однако химическим реакциям обычно сопутствует перенос массы и энергии и, соответственно, скорость химических процессов также зависит от гидродинамических условий. Вследствие этого скорость реакции подчиняется условиям макрохимической кинетики и определяется более медленным из последовательно протекающих химического взаимодействия и диффузии.
механические – описываются законами механики твердых тел. Эти процессы используются в основном для обработки конечных твердых продуктов, транспортирования кусковых и сыпучих материалов. К механическим процессам относятся: измельчение, транспортировка

Сортировка (классификация), смешение твердых веществ. По способу организации основных процессов ХТ делится на периодические, непрерывные и комбинированные:

Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые в определенные промежутки времени загружаются исходные материалы, после их обработки из исходных материалов получается конечный продукт. После разгрузки аппарата и его последующей загрузки процесс повторяется. Таким образом, периодические аппараты характеризуются тем, что все стадии его протекают в одном месте, но в разное время.
Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных материалов в аппарат и выгрузка конечных производится одновременно и непрерывно. Следовательно, непрерывные процессы характеризуются тем, что все его стадии протекают одновременно, но разобщены в месте, т.е. осуществляются в различных местах одного аппарата, или же в различных частях, составляющих одну установку.
Известны также комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий которых протекают непрерывно.

1 Параметры насоса.

Подача
конденсатного насоса определяется
следующим образом:

;

Напор
конденсатного насоса рассчитывается
по формуле для схемы с деаэратором:

;

Напор конденсатного
насоса рассчитывается по формуле для
схемы без деаэратора:

;

Члены, входящие в
данные формулы:

,
где— плотность перекачиваемой жидкости;

,
где

—число
Рейнольдса;
в свою очередь скорость жидкости
выражается как:

В зависимости от
полученного значения числа Рейнольдса
рассчитываем коэффициент гидравлического
сопротивления по следующим формулам:

а)
При значении числа— ламинарный режим течения:

;

б)
При значении числа
— турбулентный режим течения:

—
для гладких труб,

—
для шероховатых
труб, где

в)
При значении числа—
область гидравлически гладких труб:

Расчет

;

Подача
питательного насоса определяется
следующим образом:

;

Напор питательного
насоса рассчитывается по формуле для
схемы с деаэратором:

;

Напор
питательного насоса рассчитывается по
формуле для схемы без деаэратора:

;

5.7 Выбор двигателя

Для
привода водяных насосов консольного типа преимущественно используются
асинхронные электродвигатели серии 4А. Для выбора электродвигателя руководствуются
частотой вращения насоса и его мощностью. При этом требуется учесть
необходимость запаса по мощности во избежание выхода двигателя из строя при
запуске, когда возникают большие пусковые токи. Коэффициент запаса =1,05¸1,5 выбирается, исходя из
величины мощности насоса. Большие значения коэффициента соответствуют меньшим
значениям мощности.

Выбор
электродвигателей производится по каталогам и справочникам .

Таким
образом, выбираем электродвигатель 4АА63В2УЗ с номинальной мощностью 0,55 кВт.

Список
литературы

1.
Нагнетатели и тепловые двигатели /В.М.Черкасский и др. -М.: Энергоатомиздат,
1997. 384 с.: ил.

. Малюшенко,
Михайлов. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.:Машиностроение,
1977. 288 с.: ил.

.Тыркин Б.А.,
Шумаков В.В. Монтаж компрессоров, насосов и вентиляторов. М.: Высшая школа,
1985. 247 с.

. Елисеев
Б.М. Расчет деталей центробежных насосов. М.: Машиностроение. 1975. 207 с.

.Алиев Г.А.
Справочник по электротехнике. М.:Энергия, 2003. 242 с.

Фильтрующие насосы

Фильтрация воды должна быть обязательно. Если ее не осуществлять, то на поверхности появится зеленоватый налет, водоросли, размножатся бактерии. Бассейн станет больше похож на обычный пруд, и его будет тяжело постоянно очищать от ила и других загрязнений.

Этот тип насоса вбирает в себя воду и пропускает ее через фильтр песочного или бумажного типа, а затем весь очищенный объем под напором выпускает обратно в водоем. Такая установка подходит только для очищения от механических загрязнений. Если нужно устранить микробы и бактерии, необходимо дополнительно установить оборудование — озонатор. А если такая покупка слишком тяжела для бюджета, можно использовать химикаты или хлор, а не насосный очиститель.

4.7 Определение конструктивных размеров рабочего колеса

Входные размеры были определены ранее.

Определяем диаметр рабочего колеса на выходе:

D2 == 106 мм.

Тогда
отношение диаметров выхода и входа потока (модуль колеса) определится как

m = = 10643= 2,47

Ширина
лопасти на входе определяется по формуле:

b1 == 18 мм,

где
m1 — коэффициент стеснения входного сечения каналов
колеса,

m1 = 0,467

b2 == 7 мм,

Диаметр
просвета колеса на входе определяется по формуле:

D0 = (1,0¸1,25)*D1 = 48 мм.

Угол
установки лопатки на входе в колесо:

b1л = b1 + s1 = 14,8 + 3 = 17,8 град,

где
s1 =0¸6° — угол атаки.

Угол
установки лопатки на выходе из колеса:

b2л = b2 + s2 = 24,86 + 3 = 27,86 град,

где
s2 = 2¸4°- угол отставания потока вследствие отклонения потока в косом срезе
рабочего канала колеса.

Число
рабочих лопаток колеса:

z== 6

Уточнение
принятой величины коэффициента стеснения производится по формуле:

m1 = 1 — = 1-0,304

5.
Механический расчет

Для
выполнения механического расчета необходимо профилирование элементов проточной
части.

Постановка задачи

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя. Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

условный (номинальный) диаметр – D_N;
давление номинальное – P_N;
рабочее допустимое (избыточное) давление;
материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
физико-химические свойства рабочей среды;
комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (D_N) – это условная безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода. Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.Номинальный диаметр выбирается по значению внутреннего диаметра трубопровода. Это то значение, которое наиболее близко к реальному диаметру непосредственно трубы.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Подбор центробежного насоса

Для подбора центробежного насоса используют графическую зависимость напора от подачи, которая индивидуальна для каждой модели и приводится в каталогах производителей.

Методика подбора центробежного насоса зависит от возложенных на него задач. Чтобы подобрать повысительный насос — задаются подачей и с оси абсцисс проводят перпендикуляр на кривую характеристики насоса, полученная рабочая точка определит напор при заданной подаче.

Циркуляционный насос подбирают, накладывая на характеристику насоса, гидравлическую характеристику циркуляционного кольца, отображающую зависимость потерь напора от протекающего расхода. Рабочая точка будет находиться в точке пересечения характеристик насоса и циркуляционного кольца.

Если заданным параметрам соответствует несколько моделей, выбирают менее мощный насос работающий в режиме с большим КПД. Подбирая центробежный насос для сети с изменяющимся расходом воды, лучше отдать предпочтение модели с более пологой напорной характеристикой и широким диапазоном подачи.

Шумовые характеристики, часто становятся преобладающим параметром при подборе насосов для установки в жилых домах. В таких случаях рекомендуется выбрать насос с электродвигателем меньшей мощности и частотой вращения не более 1500 оборотов в минуту.

Расчёт и Подбор центробежного Насоса по параметрам

Подбор центробежного насоса

Расчёт центробежного насоса

Расчёт центробежного насоса заключается в определении двух параметров, необходимых для работы системы — подачи и напора. В зависимости от схемы установки подход к вычислению заданных параметров должен быть различным.

Расчёт повысительного насоса для системы водоснабжения выполняется по нагрузке часа максимального водопотребления, а напор определяют разницей между заданным давлением на входе в систему водоснабжения и давлением на вводе водопровода.

Давление на вводе в систему водоснабжения равно сумме избыточного давления у верхней водоразборной точки, высоты водяного столба от насоса до верхней точки и потерь напора на участке от повысительного насоса до верхней точки. Избыточное давление у верхней водоразборной точки обычно принимают 5-10 м.вод.ст.

Расчёт подпиточного насоса для системы отопления выполняют исходя из максимально допустимого времени заполнения системы и её ёмкости. Время заполнения системы отопления обычно принимают не более 2 часов. Напор подпиточного насоса определяется разницей между давлением выключения насоса (система заполнена) и давлением в месте подключения подпиточной линии.

Расчёт циркуляционного насоса для системы отопления выполняют исходя из тепловой нагрузки и расчётного температурного графика. Подача насоса пропорциональна тепловой нагрузке и обратно пропорциональна расчётной разнице температур в подающем и обратном трубопроводе. Напор циркуляционного насоса определяется только гидравлическим сопротивлением системы отопления, который должен указываться в проекте.

Кавитацией называют образование в толще движущейся жидкости пузырьков пара при снижении гидростатического давления и схлопывание этих пузырьков в толще где гидростатическое давление повышается.

В центробежных насосах кавитация образуется на входной кромке рабочего колеса, в месте с максимальной скоростью потока и минимальным гидростатическим давлением. Схлопывание пузырька пара происходит во время его полной конденсации, при этом в месте схлопывания возникает резкое увеличение давления до сотен атмосфер. Если в момент схлопывания пузырёк находился на поверхности рабочего колеса или лопатки, то удар приходится на эту поверхность, что вызывает эрозию метала. Поверхность метала подверженная кавитационной эрозии носит выщербленный характер.

Кавитация в насосе сопровождается резким шумом, треском, вибрацией и что особенно важно, падением напора, мощности, подачи и КПД. Материалов, имеющих абсолютную устойчивость против кавитационного разрушения не существует, поэтому работа насоса в кавитационном режиме не допускается. Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании

Минимальное давление на входе в центробежный насос называют кавитационным запасом NPSH и указывается производителями насосов в техническом описании.

Расчёт параметров центробежных насосов