КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Гидравлические и аэродинамические машины»
на тему:
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫНАСОСА
В РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ»
Студента (ки) 3 курса ГМ-301 группы
Направления подготовки
6.060103 «Гидротехника (Водные ресурсы)»
Специальности «Гидромелиорация»
…………………………………………….
Руководитель:
к.т.н., доцент Захаров Р.Ю.
Национальная шкала: _______________
Количество баллов: _________________
Оценка ECTS: _____________________
Члены комиссии:
______________________ Захаров Р.Ю.
______________________ Лунев Д.В.
______________________ Рабешко С.М.
г. Симферополь - 2012 год
Содержание:
Определение параметров и стоимость электроэнергии для подачи воды насосной установкой
Исходные данные
Расчетный напор насоса
Подбор марки насоса
Характеристики насоса
Коэффициент прикрытой задвижкой
Мощность и марка электродвигателя
Коэффициент использования насосной установки
Допустимая отметка установки насоса и допустимая высота всасывания
Показания вакуумметра на входе в насос
Показания манометра на выходе насоса
Годовая стоимость электроэнергии
Работа насоса в различных эксплуатационных условиях
Исходные данные
Построение характеристик насоса при измененной частоте вращения
Напорная характеристика
КПД – характеристика
Мощностная характеристика
Кавитационная характеристика
Определение для рабочих точек параметров насоса при исходной и измененной частотах вращения
Допустимая отметка установки насоса и допустимая высота всасывания при исходной и измененной частотах вращения
Суммарные напорные характеристики при параллельной работе насосов
Определение параметров насосов при параллельной работе
Суммарная напорная характеристика при последовательной работе двух насосов
Определение параметров насосов при последовательной работе
Экологические аспекты
Список литературы
Определение параметров насоса и стоимости электроэнергии для подачи воды насосной установкой
1.1.Исходные данные
Вариант исходных данных --№____
| № п/п | Наименование исходных данных | Обозначение | Ед. изм. | Значение |
| Расчетная подача насоса | Qp | м3/ч | ||
| Геодезическая высота подъема воды насосом | 
| м | ||
| Длина напорного трубопровода | 
| км | 1,2 | |
| Материал труб НТ | стальные с внутренним покрытием (пластмассовое или полимерцементное) | |||
| Минимальный уровень воды в источнике | 
| м | ||
| Стоимость единицы электроэнергии | а | грн/(кВт∙ч) | 0,15 |
1.2. Расчетный напор насоса
1.2.1. Определяем экономичный диаметр напорного трубопровода
где а - стоимость единицы электроэнергии, грн/(кВт∙ч);
Т - длительность работы насосной установки в году, ч;
- коэффициент пересчета цены труб с монтажом с 1984г. на текущий год.
м;
Полученное значение диаметра округляют до ближайшего из стандартного ряда. Для стальных труб: 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400,450, 500,600, 700, 800; 900, 1000 мм.
Округленное до стандартного значение d=0,4 м используется в следующих расчетах.
1.2.2. Определяем гидравлический уклон i
где k, n, р определяются в зависимости от материала труб и покрытий
Гидравлические характеристики труб
| Трубы | 1000К | n | p |
| Стальные с внутренним покрытием | 1,180 | 1,85 | 4,89 |
Q 
- подача насоса, м3/с;
- диаметр НТ, м, значение которого получено ранее.
1.2.3. Определяем потери по длине:
где i - гидравлический уклон НТ (потери на трение на 1 м длины НТ);
- длина НТ, м.
м
1.2.4. Определяем расчетный напор насоса:
Hp= + 
+ 
+ 
+ 
;
где - суммарные потери во всасывающей линии насосной установки: = 0,4 м;
- местные потери в напорном трубопроводе (НТ): = 1 м;
- свободный напор на излив, м: =1,6 м;
- потери по длине (на трение) в НТ, м: м;
Hp = 13+0,4+1+6+1,6 = 22 м.
1.3.Подбор марки насоса
В насосных станциях наиболее часто используются центробежные горизонтальные насосы типа: Д -с двухсторонним входом в рабочее колесо, имеющие лучшие антикавитационные качества. В марку насосов, помимо обозначения типа, входят значения подачи Q, м 
/ч, и напора Н, м, соответствующие режиму максимального КПД. Марка насоса определяется по расчетным значениям подачи и напора с помощью сводного графика характеристик насосов данного типа. Каждой марке насоса соответствует некоторое поле его эксплуатационных режимов по напору и подаче (криволинейный четырехугольник). Верхние и нижние кривые линии четырехугольника являются напорными характеристиками насоса 
при максимальном и минимальном наружных диаметрах центробежного колеса. Боковые линии ограничивают подачи рабочего диапазона насоса, при которых насос работает надежно и с достаточно высоким КПД.
В соответствии с исходными данными и найденным напором пользуясь графиком, определяем марку насоса – Д1250-65; n=980 об/мин, диаметр рабочего колеса Д2=430 мм.
1.4.Характеристики насоса
1.4.1. Графические характеристики насоса.
Каталожные характеристики насоса Д1250-65; n=980 об/мин представлены на рис. _____.
1.5. Характеристика трубопровода.
1.5.1. Характеристика трубопровода при открытой задвижке.
Характеристика трубопровода при открытой задвижке пройдет через точку А, поэтому
,
Определение коэффициента сопротивление всасывающего и напорного трубопроводов.
S- приведенный суммарный коэффициент сопротивления всасывающего и напорного трубопроводов.
(22-13)/700 
=1,84∙10 
Произвольно выберем 3 значения подачи
Q 
=300 м /час; Q 
=500 м /час; Q 
=800 м /час
м;
м;
м
По этим точкам строим характеристику трубопровода при открытой задвижке.
Точка пересечения характеристик насоса и трубопровода – точка В с координатами Q 
=775 м /час, 
м.
1.5.2. Характеристика трубопровода при закрытой задвижке.
Характеристика трубопровода при закрытой задвижке пройдет через точку С, поэтому
,
Определение коэффициента сопротивление всасывающего и напорного трубопроводов.
S- приведенный суммарный коэффициент сопротивления всасывающего и напорного трубопроводов.
(24-13)/700 =2,16∙10
Произвольно выберем 3 значения подачи
Q =300 м /час; Q =500 м /час; Q =800 м /час
м;
м;
м
По этим точкам строим характеристику трубопровода при прикрытой задвижке.
1.6. Коэффициент сопротивление прикрытой задвижки.
,
Где 
- скорость подачи воды перед задвижкой.
,
м/с
1.7. Мощность и марка электродвигателя
Выбираем марку электродвигателя из перечня поставки электродвигателей к определенной марке насоса. Подбор осуществляется по расчетному значению мощности электродвигателя
,
Где 
коэффициент запаса мощности:
1,15 при 
<270 кВт; и 1,10 при 
270 кВт.
кВт
Тип А3 – 315 S6
Мощность 110 кВт.
Напряжение 220/380 В
Габаритные размеры L=2275 мм B=1390 мм H=1165 мм
1.8. Допустимая отметка установки насоса и допустимая высота всасывания
1.8.1. Допустимая отметка установки насоса.
= + 
- - 
,
Где - минимальный уровень воды в источнике; - допустимый кавитационный запас насоса, м.
≈ 9,6 м.
= 2+9,6-0,4-4,2=7 м
1.8.2. Допустимая высота всасывания.
Допустимая высота всасывания является разностью между допустимой отметкой установки насоса и минимальным уровнем воды в источнике.
= - ,
=7-2=5 м
1.9. Показания вакуумметра на входе в насос
,
Где 
- вакуумметрический напор, м.
= 
,
Где 
; 
- скорость воды на входе в насос и в источнике;
- высота всасывания, м.
- превышение точки замера вакуума над осью трубы, м.
≈0
= 
м/с
=0,4 
=0,4*0,35=0,14 м.
= 
+0,4+5+0,14=5,74 м
=0,574 атм.
1.10. Показания манометра на выходе насоса
Где 
- манометрический напор, м.
=H- - 
-Z,
Где Н – напор насоса, в расчетах – в точке С;
- скорость воды на выходе из напорного патрубка насоса;
Z – разница отметок установки манометра и точки измерения вакуума на входе в насос (для всех вариантов Z=1 м).
=24-5,74- 
-1= 17,1 м
1.11. Годовая стоимость электроэнергии
= a*Э
Где a – стоимость единицы электроэнергии, грн./(кВт* ч);
Э – потребляемая электроэнергия, кВт*ч:
Э= 
,
Где 
- мощность, потребляемая насосным агрегатом, кВт;
Т – продолжительность работы насосного агрегата в году, ч.
= N / 
Где N –мощность насоса, кВт;
- КПД электродвигателя (принимаем = 0,92)
=75/0,92 =81,5 кВт
Э =3733*81,5 =304239,5 кВт*ч
=0,15*304239,5=45635,93 грн