Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Февраля 2015 в 12:06, контрольная работа
Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных определить расход жидкости моечной установкой, необходимый напор насоса и мощность электродвигателя для его привода.
Оглавление
Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных определить расход жидкости моечной установкой, необходимый напор насоса и мощность электродвигателя для его привода.
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант |
5 |
Тип насадки |
к |
Диаметр отверстия насадки, мм |
1,8 |
Количество насадок, шт |
14 |
hв ,м |
2,2 |
hн ,м |
1,4 |
l1, м |
8 |
d1, мм |
50 |
l2, м |
12 |
d2, мм |
50 |
l3, м |
3 |
d3, мм |
40 |
l4, м |
5 |
d4, мм |
25 |
Диаметр щетки, м |
1,0 |
Частота вращения щетки, с-1 |
1,2 |
Высота щетки, м |
1,0 |
Количество щеток, шт |
4 |
Для определения расхода моющей жидкости вначале определим скорость потока в струе VН (м/с) на выходе из насадка:
,
где φ - коэффициент скорости, зависящий от профиля сопла (таблица 1.1), т.к. насадка коническая, то ;
Pн - напор (давление) перед насадкой. Принимаем Pн = 1,0∙106 Па;
ρ - плотность жидкости , кг/м3. Принимаем ρ = 1000 кг/м3.
Скорость жидкости на выходе из насадка может достигать 30...90м/с.
Расход жидкости через все насадки (подача насоса) Q (м3/с) определим по формуле
, (1.2)
где ƒ - коэффициент запаса расхода (ƒ = 1,2);
dн - диаметр сопла насадки, м;
n - число насадок;
μ - коэффициент расхода.
Количество насадок в моющей рамке определяется обмываемым периметром автомобиля. Расстояние между насадками принимается равным 0,5 м.
Расчетная схема насосной установки изображена на рисунке 1.1.
1 - заборный колодец; 2 - сетка; 3 - задвижка; 4 - насос; 5 - трубопроводы; 6 - моющая рамка
Рисунок 1.1- Расчетная схема насосной установки
Выбор насоса производится с учетом его совместной работы с трубопроводами.
Высота подьёма жидкости равна
Нг = hв+ hн = 2,2 + 1,4 = 3,6 м
где hв - высота всасывания, м;
hн - высота нагнетания, м.
Статический напор (Па):
Pс = Нг ρн g = 3,6 * 1000 * 9,8 = 35280 Па
где Pс – статический напор, Па;
Нг - высота подьёма жидкости, м;
g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с2;
ρн - плотность жидкости , кг/м3.
На каждом участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ) скорость жидкости равна
где Q – расход жидкости на участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ), м3/с;
d - диаметр на участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ) , м.
Для водопроводных стальных труб коэффициент потерь на трение λ зависит от числа Рейнольдса .
Число Рейнольдса определяется по формуле.
где Vi - скорость жидкости на участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ) , м/с;
di - диаметр на участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ) , м;
10-6 - кинематическая вязкость для воды, м2/с.
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению
На каждом участке трубопровода (l1 , l2 , l3 , l4 ) потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений ΔРi, (Па) определяются отдельно по уравнению
где ΣЕ - сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине трубопровода на участке длиной с диаметром трубы d;
λ - коэффициент потерь на трение;
ρ - плотность жидкости , кг/м3.
С достаточной для практических расчетов точностью можно считать, что для сетки Е = 9,7, для всасывающего клапана -7,0, для задвижки - 5,5, для колена - 2. Т.е. ∑Е = 22,2.
На 1-ом участке трубопровода (l1) скорость жидкости по формуле (1.10) равна
Число Рейнольдса определяется по формуле (1.9)
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению из формулы (1.11)
Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений ΔР1, (Па) определяются по уравнению (1.7)4,689883483
На 2-ом участке трубопровода (l2) скорость жидкости по формуле (1.10) равна
Число Рейнольдса определяется по формуле (1.9)
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению из формулы (1.11)
Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений ΔР2, (Па) определяются по уравнению (1.7)
На 3-ем участке трубопровода (l3) скорость жидкости по формуле (1.10) равна
Число Рейнольдса определяется по формуле (1.9)
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению из формулы (1.11)
Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений ΔР3, (Па) определяются по уравнению (1.7)
На 4-ом участке трубопровода (l4) скорость жидкости по формуле (1.10) равна
Число Рейнольдса определяется по формуле (1.9)
При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению из формулы (1.11)
Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений ΔР4, (Па) определяются по уравнению (1.7)
Суммарные потери напора Σ∆P в трубопроводах установки:
где ∆P1 - суммарные потери напора на участке трубопровода l1, Па;
∆P2 - суммарные потери напора на участке трубопровода l2, Па,
и т. д.
Напор насоса Р, (Па ) проектируемой установки будет равен
где Σ∆P - суммарные потери напора в трубопроводах установки, Па;
Pс – статический напор, Па;
Pн - напор в насадке (динамический напор), Па.
Коэффициент сопротивления отверстия и насадка Ен определяется по формуле
, (1.8)
где φ - коэффициент скорости (таблица 1.1).
Далее, руководствуясь напором P и подачей Q, выбирают марку насоса.
Мощность на привод насоса N, (Вт) определяется по формуле
,
где ηн - КПД насоса; ηн = 0,5;
ηэ - КПД привода от электродвигателя, ηэ = 0,95;
Q - суммарный расход жидкости, м3/с;
Р - напор насоса, Па.
Насос во избежание появления кавитации лучше устанавливать как можно ниже по отношению к уровню воды в заборном колодце.
Линейная скорость нитей VЛ (м/с) равна
, (1.18)
где r - радиус щетки, м;
n - частота вращения щетки, об/с.
Мощность на привод одной щетки
,
где К3 - коэффициент запаса по мощности, учитывающий потери на деформацию нитей, разбрызгивание капель воды, перемешивание воздуха, потери в подшипниках и механизмах привода, К3 = 1,8...2,2;
L - высота щетки, м;
Pц – сила прижатия нитей к поверхности кузова, Pц = 200Н/м;
Vл - линейная скорость нитей, м/с;
f - коэффициент трения скольжения нитей по поверхности кузова (f = 0,1).
Рисунок 1.2 - Расчетная схема привода щетки
а) - схема работы щетки; б) - деформация щетки.
Определив мощность на привод одной щетки, находят общую мощность двигателей
WΣ = Wnщ ,
WΣ = 136,8 ∙ 4 = 547,2 Вт
где nщ - число щеток.
Скорость
передвижения автомобиля во
, (1.20)
где i = 110…130 - наиболее эффективное соотношение между скоростью вращения щеток и скоростью передвижения автомобиля.
Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных определить параметры вентилятора в стационарной установке для удаления отработавших газов из помещения СТО, подобрать марку вентилятора и рассчитать мощность электродвигателя для его привода.
Рис. 2. Стационарная установка для удаления отработавших газов из помещения СТО
Вначале мы задаемся скоростью движения воздуха V и определяем с учетом подачи необходимые диаметры D всех участков воздуховода.
, (2.3)
где L - подача, м3/ч;
V - скорость воздуха, м/с.
Потери напора вентилятора на каждом участке равна: