 |
Расчет режима работы насоса в сети
|
|
|
|
Пример: Центробежный насос (рис. 10) поднимает воду на высоту 
, по трубопроводу длиной 
=800м, диаметром d=120мм. Коэффициент гидравлического трения l=0,05, суммарный коэффициент местных сопротивлений åx=22, марка насоса К45/30, 
. Необходимо определить:
1. Подачу, напор и мощность, потребляемую насосом;
2. Подачу воды и мощность насосов при последовательном включениидвух одинаковых насосов;
3. Подачу воды и мощность насосов при параллельном включении двух одинаковых насосов;
4. Как изменяется подача и напор насоса при уменьшении частоты вращения на 20%.
Решение:
1) По уравнению (4.6) определяем характеристику сети:
(4.7)
В уравнении (4.7) расход Q подставляется в м 
/с, а так как характеристика насоса задана в л/с (табл. 12), то необходимо перевести размерность 
в 
, тогда уравнение (4.7) запишется так:
(4.8)
здесь значение расхода Q подставляется в л/с.
Задаемся значениями расхода Q и рассчитываем потребный напор Н, результаты расчетов заносим в таблицу 9.
Характеристика сети. Таблица 9.
| Q, л/с | |||||
| 11,0 | 14,5 | 25,1 | 42,7 | 66,4 |
По данным таблицы 9 строим характеристику сети (рис.11), и в этих же координатных осях, в том же масштабе строим характеристику насоса К 45/30 по точкам (см. таблицу12).
Строится по точкам напорная характеристика и зависимость КПД от подачи 
. Точка пересечения напорной характеристики насоса и характеристики сети (точка А, см. рис.11) является рабочей точкой и определяет режим работы насоса на данный трубопровод: Q 
= 12 л/с, Н = 32 м, 
= 0,705.
Вычисляем полезную и потребляемую мощность насоса, значения расхода Q подставляем в м /с (1 м /с = 10 л/с).
Полезная мощность: 
Потребляемая мощность: 
2) Последовательное включение двух насосов. Характеристика двух последовательно включенных насосов строится путем суммирования напоров при одной и той же подаче (см. рис. 11).
|
|
|
В данном случае рабочей является точка В, которая определит подачу при совместной работе двух насосов - Q 
= 16,2 л/с. Режим работы каждого насоса определяет рабочая точка В 
.
Q 
= 16,2 л/с; Н =24 м; 
=0,66.
Имея эти данные, можно определить мощность, потребляемую каждым насосом и суммарную мощность двух насосов.
3) При параллельном включении 2-х насосов арифметически складываем подачи насосов при постоянных давлениях (рис.12). В этом случае рабочей является т.С, т.е. совместно насосы подают воду в трубопровод в объеме Q 
= 13,6 л/с, поэтому каждый насос подает Q 
л/с при КПД =0,62.
4) Для определения подачи и напора насоса при новой частоте вращения n'
(прежняя частота n =2900 
) n'=0,8* n = 0,8*2900 = 2320 .
Необходимо пересчитать характеристику насоса на новую частоту вращения по формулам:
Q' = Q(n'/ n); Н' = Н(n'/ n) 
используя исходные данные таблицы 12.
Результаты расчета заносим в таблицу 10.
Насос К45/30 n' = 2320 Таблица 10.
| Q', л/с | 6,64 | ||
| Н', м | 22,3 | 19,8 | 17,3 |
| 0,620 | 0,710 | 0,705 |
По данным таблицы 10 строим характеристику насоса при частоте вращения
n' = 2320 (рис.13). Рабочая точка D на этом режиме дает следующие значения расхода и напора: Q 
= 8,8 л/с; Н =20,5 м; 
=0,69
4.3 Контрольное задание 3.
Центробежный насос перекачивает воду по трубопроводу длиной L, диаметром d при коэффициенте гидравлического трения λ = 0,045 и суммарном коэффициенте местных сопротивлений 
. Перепад между уровнями воды в напорном и расходном резервуарах 
, избыточное давление в напорном резервуаре Р 
и марку насоса принять по таблице 11.
Методом наложения характеристик определить:
1. Подачу, напор и мощность при работе на сеть одного насоса;
2. Подачу, напор и мощность каждого насоса при последовательном включении двух одинаковых насосов;
|
|
|
3. Подачу, напор и мощность каждого насоса при параллельном включении двух одинаковых насосов;
4. Изменение подачи, напора и мощности одного насоса при уменьшении частоты вращения рабочего колеса на 20%.
Характеристики центробежных насосов типа К приведены в таблице 12.
Варианты задания № 3. Таблица 11.
| № | L, м | d, м | , м
| Р , Па
| Марка насоса |
| 1. | 0,12 | К 8/18 | |||
| 2. | 0,12 | К 20/18 | |||
| 3. | 0,12 | 10 
| К 45/30 | ||
| 4. | 0,12 | К 45/55 | |||
| 5. | 0,15 | 5*10
| К 90/20 | ||
| 6. | 0,16 | К 90/35 | |||
| 7. | 0,15 | 5*10
| К 90/55 | ||
| 8. | 0,12 | К 90/85 | |||
| 9. | 0,10 | 7*10
| К 8/18 | ||
| 10. | 0,10 | К 20/18 | |||
| 11. | 0,12 | -2 | 2*10 
| К 45/30 | |
| 12. | 0,12 | К 45/55 | |||
| 13. | 0,15 | -5 | 10
| К 90/20 | |
| 14. | 0,15 | К 90/35 | |||
| 15. | 0,12 | 2*10
| К 90/55 | ||
| 16. | 0,10 | К 90/85 | |||
| 17. | 0,10 | К 20/18 | |||
| 18. | 0,10 | К 8/18 | |||
| 19. | 0,12 | 10
| К 45/55 | ||
| 20. | 0,12 | К 45/30 | |||
| 21. | 0,15 | 10
| К 90/20 | ||
| 22. | 0,15 | К 90/35 | |||
| 23. | 0,12 | 10
| К 90/85 | ||
| 24. | 0,15 | К 90/55 |
Характеристики центробежных насосов типа К. Таблица 12.
| Марка насоса | Подача, л/с | Напор, м | КПД | Частота вращения (об/мин) |
| К 8/18 | 1,6 3,0 3,9 | 20,3 17,4 14,0 | 0,440 0,555 0,530 | |
| К 20/18 | 3,0 5,5 7,0 | 21,0 18,5 15,9 | 0,56 0,68 0,65 | |
| К 45/55 | 8,3 16,7 19,5 | 62,0 57,0 50,0 44,5 | 0,544 0,635 0,663 0,630 | |
| К 45/30 | 8,3 12,5 15,0 | 34,8 31,0 27,0 | 0,620 0,710 0,705 | |
| К 90/85 | 18,0 25,0 32,0 37,5 | 98,0 91,0 81,0 72,5 | 0,630 0,680 0,685 0,660 | |
| К 90/55 | 19,4 25,0 30,4 33,4 | 59,0 54,9 47,8 43,0 | 0,655 0,710 0,690 0,660 | |
| К 90/35 | 33,3 | 37,7 34,6 28,0 | 0,720 0,780 0,745 | |
| К 90/20 | 16,7 22,2 27,8 | 25,7 22,8 18,9 | 0,760 0,795 0,770 |
Литература:
Основная:
Для изучения курса и выполнения контрольных работ рекомендуются следующие учебники и учебные пособия:
1.Поляков В.С., Скворцов Л.С. Насосы и вентиляторы. М. Госстройиздат, 1990.
2. Вахвахов Г.Г. Работа вентиляторов в сети. М. Высшая школа, 1975.
3. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы. М. Высшая школа, 1987.
Дополнительная:
1. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. М. 1979.
2. Шерстюк А.Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М. 1972.
3. А.М.Гримитлин, О.П.Иванов, В.А.Пухкал. Насосы, вентиляторы, компрессоры в инженерном оборудовании зданий. Учебное пособие.-СПб: Издательство «АВОК Северо-Запад», 2006 г.
|
|
|
