Гидравлический расчет трубопроводной сети Подбор центробежного насоса (стр. 1 из 2)
Гидравлический расчет трубопроводной сети. Подбор центробежного насоса.
Вариант №5
Выполнил:
Проверил:
Краснодар 2008г.
Расчетно-графическая работа №1
Расчетная трасса водопроводной сети представлена на рисунке 1 приложения 1.
Расчетные расходы:
| Q2=Q3=Q4 | 11 |
| Q5=Q6=Q7 | 15,5 |
| Q8=Q9=Q10=Q11=Q12 | 20,5 |
| q3-4=q5-6 | 1 |
| q8-9=q10-11 | 1,5 |
| Длина участков | |
| L1-2=L2-3 | 30,5 |
| L3-4=L5-6 | 20,5 |
| L I- | 40 |
| L II- | 50 |
| L6-7 | 50,5 |
| L2-8=L10-11=L11-12 | 51 |
| L8-9=L9-10 | 15,5 |
| Длина всасывания Lвс= | 8,05 |
| Диаметр емкостей | |
| Д2=Д3 | 10 |
| Давление | |
| Р1=Ратм | 1 |
| Р2 | 1,5 |
| Р3 | 1 |
| Высота столба | |
| Н1 | 7 |
| Н2 | 8 |
| Геодезические отметки | |
| Насоса | 30 |
| емкости 2 | 42 |
| емкости3 | 35 |
| Температура воды | 20 |
1.Расчет водопроводной сети
1.1 Определение расчетных расходов воды
Расчетный расход для любого участка определяется по формуле:
Qpi = Qтi + 0‚5Qпi,
Путевой расход на участках 6-7, 2-3, 9-10, 10-11, определяется по формуле:
Qпi = qпi·L,
Данные расчётных расходов на участках водопроводной сети заносят в таблицу 1.1
Таблица 1.1 – Значения расчетных расходов, диаметров труб, скоростей, потерь напора на участках от диаметров труб по ГОСТу
| №Участка | Расход воды | Диаметр | скорость | Коэф. Скор | Удельноесопротивление | Потери напора | ||
| М3/час | М3/с | м | Гост м | м/с | с2/м6 | м | ||
| 11.-12 | 20,5 | 0,005694 | 0,085171 | 0,08 | 1,133448 | 1 | 454 | 0,851002 |
| 10.-11 | 41 | 0,011389 | 0,12045 | 0,1 | 1,450814 | 1 | 173 | 0,504606 |
| 9.-10 | 73,125 | 0,020313 | 0,16086 | 0,15 | 1,150035 | 1 | 30,7 | 0,225792 |
| 8.-9 | 116,875 | 0,032465 | 0,203364 | 0,2 | 1,033926 | 1 | 6,96 | 0,117562 |
| 8.-2 | 149 | 0,041389 | 0,229619 | 0,25 | 0,843595 | 1 | 2,19 | 0,031648 |
| 6.-7 | 15,5 | 0,004306 | 0,074059 | 0,08 | 0,856998 | 1 | 454 | 0,364238 |
| 6.-5 | 41,25 | 0,011458 | 0,120816 | 0,125 | 0,934183 | 1 | 76,4 | 0,009371 |
| I | 35,44974 | 0,009847 | 0,112001 | 0,125 | 0,802825 | 1 | 76,4 | 0,2379 |
| II | 31,55026 | 0,008764 | 0,105661 | 0,1 | 1,116428 | 1 | 173 | 0,014835 |
| 3.-4 | 88,25 | 0,024514 | 0,176714 | 0,175 | 1,019686 | 1 | 20,8 | 0,637271 |
| 2.-3 | 109,5 | 0,030417 | 0,196843 | 0,2 | 0,968684 | 1 | 6,96 | 0,190245 |
| 1.-2 | 269,5 | 0,074861 | 0,308811 | 0,3 | 1,059605 | 1 | 0,85 | 0,153948 |
| 0.-1 | 269,5 | 0,074861 | 0,398674 | 0,4 | 0,596028 | 1 | 0,186 | 0,005001 |
1.2 Определение диаметров трубопровода
Зная расчётные расходы по участкам водопроводной сети, определяем расчетные диаметры по формуле:
,где dpi- расчетный диаметр труб на расчетном участке, м;
Qpi- расчетный расход воды на этом участке, м3/с;
V- скорость движения воды в трубопроводе, принимается V = 1м/с, для расчетного участка 0-1 скорость равна V= 0,7 м/с.
Значение расчетных диаметров dpiи диаметров по ГОСТу dгост для участков сети заносят в таблицу 1.1
1.3 Определение расчетных скоростей
После подбора диаметра по ГОСТу уточняют реальную скорость движения воды в трубопроводе по формуле:
,Значение Vpi заносят в таблицу 1.1
1.4 Определение потерь напора на участках
Потери напора на участках нагнетательного трубопровода находят по формуле:
,где
- потери напора по длине на данном участке водопровода, м; 
- коэффициент, учитывающий скорость движения воды на расчетном участке 
– коэффициент, учитывающий местные потери напора на расчетном участке (Км=1,05‑1,10) 
– удельное сопротивление на расчетном участке, определяемое в зависимости от dгост и материала стенок труб, 
.Потери напора во всасывающем трубопроводе 0-1, определяется по формуле:
,= 0,005 мВеличины потерь напора на участках водопроводной сети заносим в таблицу 1.1
1.5 Определение потерь напора
| Птери напора в нагнетательном | 1,884558 |
| Геометрический напор | 20 |
| Геометрическая высота = 7 | 6,845852 |
| Абсолютное давление | 2 |
| Геометрический напор | 26,84585 |
| Стаический напор | 36,84585 |
| Напор насоса | 38,88456 |
Потери напора на участке 12-2 определяются по формуле:
.= 1,73м1.6 Подбор центробежного насоса
По номенклатуре центробежных насосов подбирается марка соответствующего насоса Д 320-50 с характеристиками
=0,0748 м3/с и 
=38,88м.1.7 Характеристика водопроводной сети. Выбор рабочей точки насоса
Коэффициент водопроводной сети примет вид:
= 363,7828Задаваясь значениями расхода водопроводной сети Qi в пределах равных от (0.8 ÷ 1.4)·QH и подставляя в формулу (1.21) получим значения напора центробежного насоса Нi для каждого расхода воды. Полученные данные Нiи Qiзанесем в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 - Характеристика трубопроводной сети
| Q1 | 0 | 0,059889 | 0,074861 | 0,089833 | 0,104806 |
| H1 | 36,84585 | 38,15062 | 38,88456 | 39,78159 | 40,84172 |
На характеристику центробежного насоса Н = f(Q) (рисунок 1.1), нанесем в том же масштабе характеристику водопроводной сети Н1=f(Q1) полученную в результате расчета из (таблицы 1.2).
Точка пересечения характеристик насоса Н=f(Q) и водопроводной сети Н1=f (Q1) является рабочей точкой насоса. Она показывает, что данный центробежный насос, работая на водопроводную сеть, развивает напор НН, создает подачу QH, затрачивая определенную мощность NH, при КПД насоса -
. 
Рисунок 1.1 - Характеристика марки центробежного насоса
1–характеристика водопроводной сети; А– рабочая точка насоса.
1.8 Расчет электродвигателя
Расчетная мощность электродвигателя находится по формуле:
=5 КвтЗная
, частоту вращения насоса - n, условия работы насоса, характеристику окружающей среды подбирается электродвигатель для данного центробежного насоса.Исходные данные для РГР №2
Расчетный расход нефтепродукта: Q1 = 80+0,1.N.n, м3/ч;
Длина нагнетательного трубопровода: LH = L1-2 = 200+0.1.N.n, м;
Длина всасывающего трубопровода: LВС = 5+0,01.N.n, м;
Давление в емкостях: P1 = Ратм ; Р2 = 2·Ратм;
Высота столба жидкости в емкости 2: Н2 = 8м;
Вязкость нефтепродукта: ν = 2. 10-4 м2/с;
Плотность нефтепродукта: ρ = 850 кг/м3;
Геометрические отметки: Насоса
= 20м;Емкости 2
= 35м. | Q1 = 80+0,1.N.n, м3/ч; | 80,5 |
| LH = L1-2 = 200+0.1.N.n, м; | 200,5 |
| LВС = 5+0,01.N.n, м; | 5,05 |
| P1 = Ратм ; | 1 |
| Р2 = 2·Ратм; | 2 |
2. Трубопроводная сеть для перекачки вязкой жидкости
2.1 Гидравлический расчет трубопроводной сети
Расход жидкости определяется по формуле:
Qpi = Qтi, Данные расчетных расходов заносят в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Значения расчетных расходов, диаметров труб, скоростей, потерь напора на участках от диаметров труб по ГОСТу
| №Участка | Расход воды | Диаметр | скорость | Коэф. Скор | Удельноесопротивление | Потери напора | ||
| М3/час | М3/с | м | Гост м | м/с | с2/м6 | м | ||
| 1.-2 | 80,5 | 0,022361111 | 0,168776455 | 0,2 | 0,712137297 | 0,9 | 6,96 | 0,560955411 |
| 0.-1 | 80,5 | 0,022361111 | 0,217889467 | 0,25 | 0,45576787 | 0,6 | 2,19 | 0,004378524 |
Потери напора на участках сети определяются по формуле Дарси-Вейсбаха: