Определение координаты точки рабочей точки насоса

Точка, в которой пересекаются характеристики насоса и системы, является рабочей точкой системы и насоса (рисунок 2.1). Это означает, что в этой точке имеет место равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, потребляемой трубопроводной сетью. Напор насоса всегда равен сопротивлению системы. От этого зависит также подача, которая может быть обеспечена насосом.

Выводы: Рабочая точка насоса имеет следующие параметры:

Q_к =0,0065 м³/с=23,4 м³/ч,

H_к =59 м,

N_Э =6,5кВт,

η_к =0,6

2.2 Определение минимального диаметра всасывающего трубопровода из условия отсутствия кавитации

Явление кипения жидкости при давлениях меньших атмосферного и нормальных температурах, сопровождающееся схлопыванием пузырьков пара в областях повышенного давления, называется кавитацией.

Кавитация приводит к разрушению материала поверхностей насоса. Для условий не допуска явления кавитации необходимо, чтобы в сечениях потока, где давление меньше атмосферного, было выдержано условие - давление в жидкости должно быть больше давления насыщенного пара (р > p_н.п).

В предложенной схеме насосной установки (рисунок 1.1) жидкость поступает в насос из резервуара, расположенного ниже оси установки насоса (рисунок 2.2). Из условия отсутствия явления кавитации минимальный диаметр всасывающего трубопровода должен определяться из условия, что давление в сечении 2-2 равно давлению насыщенного пара.

Тогда уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 примет вид:

(2.9)

Преобразовав уравнение (2.10): в левой части группируются слагаемые, не зависящие от диаметра, а в правой части - зависящие от диаметра, получим следующую зависимость:

(2.10)

Определение диаметра по уравнению (2.10) сводится к решению трансцендентного уравнения, поскольку при разных значениях диаметра может быть различный режим движения в трубопроводе (Re=ϑ·d/ν), а значит и различные значения коэффициента гидравлического трения. Такие уравнения решаются графическим способом или численными методами с помощью ПК.

Для решения уравнения (2.10) графическим методом разбиваем левую и правую части уравнения:

(2.11)

(2.12)

где р_ат - атмосферное давление, Па;

p_м – манометрическое давление на поверхности жидкости во всасывающем резервуаре (p_м =0,01 МПа);

p_н.п. – давление насыщенного пара при температуре воды, Па (см. рисунок 2.3);

Q_к – подача насоса, соответствующая параметрам рабочей точки, м³/с;

α₁ – коэффициент Кориолиса (α =2 при ламинарном режиме движения, α= 1 при турбулентном режиме);

λ₁ – коэффициент гидравлического трения (λ₁ =64/Re при ламинарном режиме; λ₁ =0,11·(68/Re+∆_э/d₁)^0,25 при турбулентном режиме);

l₁ – длина всасывающего трубопровода, м;

ξ_ф – коэффициент сопротивлени фильтра;

ξ_пов – коэффициент сопротивления поворота.

Рисунок 2.3. – Зависимость давления насыщенного пара воды от температуры

Определение минимального диаметра всасывающего трубопровода из условия отсутствия кавитации графическим методом производится в следующей последовательности:

1) Задается несколько значений диаметра d₁.

2) Вычисляется значение левой части уравнения (2.11) по формуле (2.12).

3) Вычисляются значения функции f(d₁) по формуле (2.13) и заносятся в таблицу 2.5.

4) Строится график функции f(d₁) (рисунок 2.4).

5) Наносится на графике по оси ординат вычисленное значение по формуле (2.12).

6) Определяется величина минимального диаметра всасывающего трубопровода, которая находится на пересечении двух линий - левой и правой частей уравнения (2.11).

Таблица 2.5 – Пример расчетной таблицы для определения минимального диаметра всасывающего трубопровода из условия отсутствия кавитации

d₁ < d_min, 0,125<0,177 явление кавитации присутствует.

Список используемой литературы:

1.