Гидравлический расчет трубопроводных систем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученные точки наносятся на чертеж. Соединяя полученные точки прямыми линиями, получим пьезометрическую линию (рис. 2).

Рис.2. Напорная и пьезометрическая линии

6. Расчет и построение напорной характеристики

Из уравнения расхода выразим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем гидравлическое сопротивление системы:

 

 

 

Напорная характеристика трубопровода 

Выполним проверку:

 

В таблице приведены значения потерь напора, а на рис.3 – график напорной характеристики трубопровода.

Таблица 1

	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0
	2,32	2,55	2,78	3,03	3,39	3,56	3,83	4,12	4,42	4,73

 

Рис. 3. Напорная характеристика трубопровода.

2. Расчет всасывающего трубопровода насосной установки

Насос перекачивает воду при температуре кинематическая вязкость , расходе  и частоте вращения Трубопровод стальной, длиной эквивалентной шероховатостью , имеет приемный (обратный) клапан, один поворот (колено) плотность воды ;

Требуется: определить диаметр всасывающего трубопровода и предельную теоретическую высоту установки (всасывания) центробежного насоса с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации.

2.1. Расчет скорости и диаметра

Выразим диаметр из формулы расхода:

 

где расход, площадь живого сечения. Скорость движения принимают равной

Возьмем

 

Примем и пересчитаем скорость:

 

2. Расчетная высота установки насоса

Для определения геометрической высоты  всасывания  установки насоса составим уравнение Бернулли для сечений I-I и II-II, приняв плоскость сравнения на уровне свободной поверхности жидкости в питающем резервуаре (Рис. 4.)

 

Рис. 4. Насос.

 

Запишем уравнение Бернулли для двух сечений:

 

Примем:

(на сечении I-I нулевая отметка высоты);

(на сечении I-I только атмосферное давление);

(примем коэффициент  Кориолиса равным 1);

(на поверхности скорость  принимаем за 0);

(высота  соответствует высоте насоса);

( диаметр и скорость воды в трубопроводе постоянны).

Подставляя данные значения в уравнение Бернулли, получаем:

 

откуда и выразим предельную теоретическую высоту установки (всасывания) центробежного насоса без учета кавитации:

 

 

турбулентный режим.

 

квадратичная зона шероховатых труб, для определения воспользуемся формулой Шифринсона:

 

 

 

 

2.3. Расчет кавитационного запаса

Для того чтобы избежать появления кавитации, приводящей к быстрому  разрушению  материала  рабочих колес  и  ненормальной  работе  насосов, абсолютное давление на входе в насос должно быть больше давления насыщенного водяного пара перекачиваемой жидкости при данной температуре, поэтому на практике фактическую высоту всасывания насоса принимают всегда меньше расчетной на величину кавитационного запаса напора , которую вычислим по формуле:

 

Тогда, предельная теоретическая высота установки центробежного насоса с учетом запаса, обеспечивающего кавитации, равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе решения  задачи на расчет короткого  трубопровода, в рамках курсовой работы, были произведены расчеты и получены следующие результаты:

1. рассчитаны потери напора в отдельных элементах (в трубах и местных сопротивлениях) и полные потери напора ;
2. рассчитаны значения полных и статистических напоров в точках a, b, c, e, f, k, m, n, r, t  и построены напорная и пьезометрическая линии;
3. рассчитана и построена гидравлическая характеристика трубопровода .
4. определены потери напора в трубопроводе при заданном расходе.
5. Найден  диаметр всасывающего трубопровода при заданном расходе.
6. Рассчитана предельная теоретическая высота установки (всасывания) центробежного насоса с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации.

 

При расчете всасывающего трубопровода насосной установки определены диаметр всасывающего трубопровода, предельная теоретическая высота установки (всасывания) центробежного насоса с учетом и без учета запаса, обеспечивающего отсутствие кавитации.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учеб. для вузов. – М.: Альянс, 2011. – 422с.
2. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика. – М.: Высш. Шк., 2008. – 198с.
3. Лапшев Н.Н. Гидравлика. – М.: Академия, 2007.
4. Сайриддинов С.Ш.Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учеб пособие. М.: Издательство АСВ, 2008. – 352с.
5. Чугаев Р.Р. Гидравлика. – М.:БАСТЕТ, 2008. – 671с.