Расчет водоснабжения поселка и насосной установки
где - коэффициент гидравлического сопротивления;
l – длина трубопровода, м;
d – диаметр трубопровода, м;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Определяем потери напора на линии всасывания:
Принимаем
Vэк=0, м/с (2,Табл,2.1)
По выбранной скорости и расходу определяем диаметр трубопровода:
Выбираем ближайший действительный диаметр по ГОСТу:
d=0,147м=147мм=0,150м=150мм
Уточняем действительную скорость:
Находи число Рейнольдса:
, т.к. RE=88167>2320 наблюдается
турбулентный режим. Определяем составной критерий
где - абсолютная шероховатость, выбирается из (2,Прил.1),
=, ; т.к.
то для определения коэффициента гидравлического сопротивления трения используем формулу Альтшуля:
Определяем Эквивалентные длины местных сопротивлений:
Клапан с сеткой = 34м (2,Прил.5)
Колено (90 град.) = 0,38м (2,Прил.4)
Определяем потери напора на линии нагнетания:
Принимаем
Vэк=1,3 м/с (2,Табл,2.1)
По выбранной скорости и расходу определяем диаметр трубопровода:
Выбираем ближайший действительный диаметр по ГОСТу:
d=0,115м=115мм=0,125м=125мм (1,Прил.3)
Уточняем действительную скорость:
Находи число Рейнольдса:
, т.к. RE=106297>2320
Наблюдается турбулентный режим. Определяем составной критерий где - абсолютная шероховатость, выбирается из (2,Прил.1),
=,
; т.к. то для определения
коэффициента гидравлического сопротивления трению используем формулу Альтшуля:
Определяем Эквивалентные длины местных сопротивлений:
Задвижка = 0,45м (2,Прил.5)
Обратный клапан = 29м (2,Прил.4)
Тогда потери напора будут:
h=hвс+hнаг.=0,229+1,77=2м
Значит напор равен:
H=Ho+h=25,05+2=27,05м
3. Выбор насоса для н6асосной установки
Для выбора насоса необходимо:
На свободный график полей насосов (2,Прил.6) нанести координаты Q и H и найти точку их пересечения. Данная точка должна лежать на одном из полей насосов, который и будет являться искомым.
Выбираем насос: К45/30
Таблица 2. Технические данные центробежного насоса К45/30 (DK=168 DB=75 n=2900)
Q, м3/ч | H, м | N, кВт |
|
7,2 | 35,2 | 2,3 | 22 |
14,4 | 36 | 3,5 | 36 |
21,6 | 36 | 4 | 50 |
36 | 34 | 5 | 66 |
43,2 | 31,5 | 5,3 | 74 |
50,4 | 28 | 5,8 | 71 |
4. Определение рабочей точки насоса
Определяем суммарную характеристику трубопроводов:
H=HO+AH*Q2,
где АН – удельное сопротивление трубопроводов насосной станции.
Выбираем значение Q в диапазоне расходов характеристики насоса и определяем соответствующие им требуемые значения напоров для трубопроводов насосной станции по формуле: H=HO+AH*Q2
Таблица 3. Значения напоров для трубопроводов насосной станции в соответствии с выбранными значениями Q в диапазоне расходов характеристики насоса.
Q, м3/ч | 7,2 | 14,4 | 21,6 | 36 | 43,2 | 50,4 |
H, м | 25,1 | 25,23 | 25,44 | 26,13 | 26,6 | 27,17 |
Графики характеристики насоса и суммарной характеристики трубопроводов насосной пересекаются в т. Р., которая и является искомой точкой насоса.
5.Определение параметров обточки колес и мощности насосов. Выбор электродвигателя
Пределы обточки принимают в зависимости от коэффициента быстроходности насоса:
б
Принимаем коэффициент обточки Х=1,2 (2,Прил.5.1)
Определяем координаты точки 2:
отсюда
H2=X2*Ha=1,22*27,05=38,95м
Q2=X3*Qa=1,23*49,19=85м3/ч
Х=(Х1+Х2)/2=(1,012+1,014)/2=1,013
Строим зависимость мощности Hоб,Nоб от Qоб, для этого пересчитываем значения Q, H, N для насоса с обточенным колесом:
Qоб=Q/x3; Nоб=N/x5; Hоб=H/x2;
Таблица 4. Значения Q, H, N для насоса с обточенным колесом.
Hоб,м | 34,3 | 35,08 | 35,08 | 33,13 | 30,69 | 27,28 |
Qоб,м3/ч | 6,93 | 13,85 | 20,78 | 34,63 | 41,55 | 48,48 |
Nоб, кВт | 2,16 | 3,28 | 3,75 | 4,69 | 4,97 | 5,44 |
6.Выбор электродвигателя
Мощность электродвигателя для привода насоса с подрезанным колесом определяется по формуле:
где k – коэффициент запаса мощности, принимаемый равным 1,3; - плотность жидкости; - КПД передачи от двигателя к насосу, ; - КПД насоса с обточенным колесом;
КПД насоса после обточки колеса определяют по формуле:
где - КПД насоса с нормальным колесом в рабочей точке;
По мощности и частоте вращения подбираем асинхронный двигатель
АИРМ 112 М2 мощностью 7,5кВт (n=3000об/мин)
Список используемых источников
1. Кирсанова Т. А. "Расчет водоснабжения поселка". Методическое указание. КГСХА. 2002 год.
Кирсанова Т. А. "Расчет насосной установки". Методическое указание КГСХА. 2004 год.
ПалишкинН.А. "Гидравлика и сельскохозяйственное водоснабжение". Москва. Агропромиздат. 1990 год.