 |
Расчет параметров работы насоса на гидросистему
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ
На курсовую работу
По курсу МЖГ
ВАРИАНТ 3-1-3
ТЕМА
Гидравлический расчет гидросистемы стенда
Для испытания центробежных насосов
Описание объекта расчёта
Схема стенда для экспериментального исследования характеристик центробежного насоса (зависимости напора - Hн, потребляемой мощности - Nдв и КПД - hн от подачи - Qн) приведена на рисунке. Гидросистема стенда состоит из испытываемого насоса, приводимого в действие балансирным электродвигателем, укомплектованным тахометром (балансирный электродвигатель позволяет измерить момент на его вале - Мдв, возникающий в результате работы приводимого им в действие насоса, а тахометр служит для измерения частоты вращения вала – nдв), резервуара с водой и всасывающего и нагнетательного трубопроводов. На входе во всасывающий трубопровод установлен фильтр (коэффициент сопротивления ζф) для очистки воды от механических примесей. Всасывающий трубопровод снабжен регулировочной задвижки, с помощью которой можно изменять давление на входе в насос. Величина этого давления контролируется манометром р1. Для изменения давления на выходе из насоса, измеряемого с помощью манометра р2, в напорном трубопроводе также установлена регулировочная задвижка. Оба манометра установлены на одном уровне, расположенном на высоте h относительно оси всасывающего трубопровода. Величина подачи насоса определяется с помощью расходомера, работающего на принципе измерения расхода по перепаду статических напоров, создаваемых нормальным соплом, выходной диаметр которого dс. Величина расхода определяется по перепаду статических напоров Dh на сопле, измеряемому с помощью дифференциального ртутного манометра (плотность ртути – ρ рт) или по разности высот водяных столбов в двух пьезометрах ΔН.
|
|
|
Всасывающий трубопровод изготовлен из стали и имеет диаметр – dвс, длину – lвс, эквивалентную шероховатость стенок – Δ вс. Нагнетательный трубопровод изготовлен также из стали и имеет характеристики: dн, lн и Δн.
Резервуар, заполняемый водой до отметки ▽А (плотность воды – ρ, еекинематический коэффициент вязкости - n), выполнен в виде цилиндра диаметром D. В воздушной подушке над водой создано давление р (допустимая величина этого давления ограничивается настройкой предохранительного клапана).
Задание
Выполнить поэтапно расчёт элементов гидросистемы и параметров их работы при ниже приведенных исходных данных.
Физические характеристики воды:
плотность воды r = 103 кг/м3;
кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость)
ν = 10-2 Ст.
Характеристики трубопроводов:
lвс = 2 м, dвс = 100 мм, Δвс = 0,1 мм, ▽С = 1 м;
lн = 3 м, dн = 80 мм, Δн = 0,1мм, ▽В = 2 м.
Характеристика емкости:
D = 1м, ▽А = 2,5 м, р = 0,15 МПа.
Характеристики расходомера:
dc = 60 мм
Высота установки манометров р1 и р2 над осью всасывающего трубопровода h = 1 м.
Этап первый
Гидростатические расчёты
Срок выполнения: 7 неделя.
1. Определить силу давления воздуха на верхнюю крышку резервуара;
2. Определить нагрузки, действующие в горизонтальном направлении, на места крепления всасывающего и напорного трубопроводов, создаваемых давлением воды при неработающем насосе в двух случаях:
- при полностью закрытых регулировочных задвижках и отсутствии воды за ними (считать давление воздуха за ними равным атмосферному);
- при полностью открытых регулировочных задвижках.
Дополнительное задание:
Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Напряженное состояние жидкости. Гидростатическое давление в жидкости».
|
|
|
2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидростатики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза : I - 9; III - 12; IV - 2; IV – 12.
Этап второй
Расчёты кинематических и динамических параметровдвижения жидкости в системе
Срок выполнения: 13 неделя.
1. Построить для напорного трубопровода графики полного (гидродинамического) напора на входе в трубопровод, показаний манометра р2 и потерь напора в трубопроводе от протекающего расхода жидкости.
Принять:
- коэффициент сопротивления колена ζк = 0,5;
- коэффициент сопротивления сопла расходомера на участке присоединения дифференциального манометра ζс = 0,08;
- коэффициент сопротивления задвижки ζз = 8.
2. Построить для всасывающего трубопровода графики зависимости полного (гидродинамического) напора на выходе из трубопровода, показаний манометра р1 и потерь напора в трубопроводе от протекающего расхода жидкости.
Принять:
- коэффициент сопротивления фильтра ζф = 6;
- коэффициент сопротивления задвижки ζз = 2.
3. Построить графики зависимости показаний ртутного дифференциального манометра Δh и разности высот столбов воды в пьезометрических трубках расходомера ∆Н в функции от расхода жидкости в напорном трубопроводе.
Предусмотренные п.п. 1,2,3 расчеты провести в диапазоне изменения расхода жидкости от 0 до 40 л/с.
Дополнительное задание:
Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Вывод уравнения Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости».
2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидродинамики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза : VII – 2; IX - 42; X – 4.
Этап третий.
Расчет параметров работы насоса на гидросистему
|
|
|
Срок выполнения: 15 неделя.
По ниже приведенной характеристике центробежного насоса, полученной в результате его испытаний на стенде, выполненном на базе рассматриваемой схемы гидросистемы, определить подачу, напор и КПД насоса, при его работе при параметрах гидросистемы, определенных в результате расчетов предыдущего этапа задания.
Рекомендация: для расчета параметров работы насоса на гидросистему воспользоваться сведениями, приведенными во вводной части к XIV главе “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза.
|
|
|
