Гидравлические машины

                           Δh_т = λ_т · (L_тр/d_тр) · (w²_тр/2g) · m₁ + ξ₁ · (w²_тр/2g) · m₂,                           (12)

 

где первое слагаемое – потери на трение,

причем  m₁ – количество прямых участков теплообмена; второе – потери на местные сопротивления за счет плавных поворотов, ξ₁ – коэффициент сопротивления плавного поворота на 180°; m₂ – количество поворотов. 

   Коэффициент сопротивления плавного поворота на 180° ξ₁ рассчитывается по формуле: 

                              ξ₁ = ξ₁′ α°/90°,                                  (13) 

  

где ξ₁′– принимается в зависимости от отношения d₃/2 R₀ = 0,6: ξ₁′ = 0,44. 

ξ₁ = 0,44 ·180°/90°=0,88.

   Сопротивление теплообменника рассчитаем  по формуле (12): 

Δh_т = 0,0242 · (1,8/0,113) · ((1,4)²/(2 · 9,81)) · 4 + 0,88 · ((1,4)²/(2 · 9,81)) · 3 = 0,418 м.  

5. Выход из трубы: ξ_вых  = 1. 

   Для третьей ветви суммарные потери напора на местные сопротивления Δh_м.с.3 вычисляются по формуле (8): 

   Δh_м.с.3 = (0,5 + 8 · 1+ 4,243 ) · (1,4)²/(2 · 9,81) + 0,418 = 1,691 м.  

   Определяются общие потери Δh₃, м, в третьей ветви по формуле (9):  

Δh₃ = 0,234 + 1,691 = 1,925 м. 

   Далее определяем полный напор Н_полн3, м, необходимый для подачи жидкости по ветви по формуле (10): 

Н_полн3 = 1,602 + 1,925 + 2 + 6 = 11,53 м. 

4.7 Выбор  стандартной гидравлической машины 

     Для выбора центробежной гидравлической  машины (насоса) необходимо установить  производительность и напор, которые  она должна обеспечить.

   Для обеспечения заданных расходов жидкости ко всем точкам потребления, производительность насоса должна отвечать условию

                                                                                                                   _n

                                                                 Q_нас = ∑ Q_i ,                                                                    (14)

                                                                                                                   ⁱ⁼¹

а напор

      H_нас = max (Н_полн).        (15) 

   Суммарная производительность Q = 350 м³/ч.

   Для соблюдения условия (15) необходимо выбрать участок с наибольшим потребным напором путем сравнения различных вариантов, исходя из обязательного обеспечения подачи необходимых расходов и требуемых свободных напоров. Участок с наибольшим потребным напором принимаем за базовый, он и будет определять напор насоса. Необходимый для выбора насоса напор Н_насоса = H_max = H_{полн 3} = 11,53 м.

  Остальные  ответвления могут быть пересчитаны  на меньшие номиналы диаметров труб с целью оптимизации трубопровода по его стоимости, исходя из условия: 

                                                         Н_полн1 = Н_полн2 =…= Н_полн.                                                                                 (16) 

  В большинстве случаев такой пересчет не осуществляют, а выполнение условия (16) достигается за счет создания дополнительного местного сопротивления на входе соответствующего участка, как правило, путем установки регулирующего вентиля.

     При выборе насоса также учитывается, что требуемые режимы работы насоса (подача и напор) должны находиться в пределах рабочей области его характеристики.   

   На основании  расчета гидравлических параметров  технологической схемы выбранный  насос по данным характеристикам  – горизонтальный консольный с опорой на корпусе марки К 200 – 150 – 250. По графической характеристике уточняем правильность выбора насоса. 
 
 
 

Для данного  насоса: 

 

  Насос  К 200 – 150 – 250 обеспечивает подачу – 315 м³/ч, производительность его будет несколько выше – 20 м. Решением этой проблемы может быть использование регулирующего воздействия запорной арматуры (установленных на трубопроводе вентилей) либо установка дополнительных (резервных) емкостей, которые за счет добавочного давления  столба жидкости сгладят или полностью устранят расхождение между требуемым и обеспечиваемым насосом напорами.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Консольные насосы К

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. 

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.

 
  
 
 
 
 
 
 

Вывод 

   Для правильной эксплуатации  центробежных насосов и их  подбора при создании различных  перекачивающих установок и станций  необходимо знать, как изменяются основные параметры насосов в различных условиях их работы. Важно иметь сведения об изменении напора Н, расхода мощности N и КПД насоса η при изменении его подачи Q.

   Выбор насоса для заданной  технологической схемы производится  по каталогам на основании  расчета гидравлических параметров технологической схемы. При выборе насоса учитывают, что требуемые режимы работы насоса (подача и напор) должны находиться в пределах рабочей области его характеристики.

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

1. Башта Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.

2. Шлипченко  З. С. Насосы, компрессоры и  вентиляторы. Киев, Техника, 1976.

3. Учебно–методические  указания к выполнению курсовой  работы по дисциплине «Насосы  и      компрессоры» для студентов специальности 17.05.: Дзержинск, 1995.

4. Выбор  насоса для заданной технологической  схемы для студентов специальности  17.05.: Дзержинск, 1995.