Характеристика водопроводной сети. Выбор рабочей точки насоса

Расчетно-графическая работа №1

 

Расчетная трасса водопроводной сети представлена на рисунке 1 приложения 1.

Расчетные расходы:

 

Q2=Q3=Q4
Q5=Q6=Q7	15,5
Q8=Q9=Q10=Q11=Q12	20,5
q3-4=q5-6
q8-9=q10-11	1,5
Длина участков
L1-2=L2-3	30,5
L3-4=L5-6	20,5
L I-
L II-
L6-7	50,5
L2-8=L10-11=L11-12
L8-9=L9-10	15,5
Длина всасывания Lвс=	8,05
Диаметр емкостей
Д2=Д3
Давление
Р1=Ратм
Р2	1,5
Р3
Высота столба
Н1
Н2
Геодезические отметки
Насоса
емкости 2
емкости3
Температура воды

 

Расчет водопроводной сети

 

Определение расчетных расходов воды

 

Расчетный расход для любого участка определяется по формуле:

Q_pi = Q_тi + 0‚5Q_пi,

Путевой расход на участках 6-7, 2-3, 9-10, 10-11, определяется по формуле:

 

Q_пi = q_пi·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	Удельное сопротивление	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			0,851002
10.-11		0,011389	0,12045	0,1	1,450814			0,504606
9.-10	73,125	0,020313	0,16086	0,15	1,150035		30,7	0,225792
8.-9	116,875	0,032465	0,203364	0,2	1,033926		6,96	0,117562
8.-2		0,041389	0,229619	0,25	0,843595		2,19	0,031648
6.-7	15,5	0,004306	0,074059	0,08	0,856998			0,364238
6.-5	41,25	0,011458	0,120816	0,125	0,934183		76,4	0,009371
I	35,44974	0,009847	0,112001	0,125	0,802825		76,4	0,2379
II	31,55026	0,008764	0,105661	0,1	1,116428			0,014835
3.-4	88,25	0,024514	0,176714	0,175	1,019686		20,8	0,637271
2.-3	109,5	0,030417	0,196843	0,2	0,968684		6,96	0,190245
1.-2	269,5	0,074861	0,308811	0,3	1,059605		0,85	0,153948
0.-1	269,5	0,074861	0,398674	0,4	0,596028		0,186	0,005001

 

Определение диаметров трубопровода

 

Зная расчётные расходы по участкам водопроводной сети, определяем расчетные диаметры по формуле:

 

,

 

где d_pi - расчетный диаметр труб на расчетном участке, м;

Q_pi- 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 d_pi и диаметров по ГОСТу d_гост для участков сети заносят в таблицу 1.1

 

Определение расчетных скоростей

 

После подбора диаметра по ГОСТу уточняют реальную скорость движения воды в трубопроводе по формуле:

 

,

 

Значение V_pi заносят в таблицу 1.1

 

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 (К_м=1,05‑1,10)

– удельное сопротивление на расчетном участке, определяемое в зависимости от d_гост и материала стенок труб, .

Потери напора во всасывающем трубопроводе 0-1, определяется по формуле:

,= 0,005 м

Величины потерь напора на участках водопроводной сети заносим в таблицу 1.1

 

Определение потерь напора

 

Птери напора в нагнетательном		1,884558
Геометрический напор
Геометрическая высота = 7	6,845852
Абсолютное давление
Геометрический напор		26,84585
Стаический напор		36,84585
Напор насоса		38,88456

 

Потери напора на участке 12-2 определяются по формуле:

.= 1,73м

Подбор центробежного насоса

 

По номенклатуре центробежных насосов подбирается марка соответствующего насоса Д 320-50 с характеристиками =0,0748 м³/с и =38,88м.

 

Характеристика водопроводной сети. Выбор рабочей точки насоса

 

Коэффициент водопроводной сети примет вид:

= 363,7828

Задаваясь значениями расхода водопроводной сети Q_i в пределах равных от (0.8 ÷ 1.4)·Q_H и подставляя в формулу (1.21) получим значения напора центробежного насоса Н_i для каждого расхода воды. Полученные данные Н_i и Q_i занесем в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2 - Характеристика трубопроводной сети

Q1		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 Н_Н, создает подачу Q_H, затрачивая определенную мощность N_H, при КПД насоса - .

Рисунок 1.1 - Характеристика марки центробежного насоса

1–характеристика водопроводной сети; А– рабочая точка насоса.

 

Расчет электродвигателя

 

Расчетная мощность электродвигателя находится по формуле:

 

=5 Квт

 

Зная , 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: L_H = L_1-2 = 200+0.1^.N^.n, м;

Длина всасывающего трубопровода: L_ВС = 5+0,01^.N^.n, м;

Давление в емкостях: P₁ = Р_атм; Р₂ = 2·Р_атм;

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;
Р2 = 2·Ратм;