Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы

по дисциплине «Гидромеханика и нагнетатели»

Часть 2. Насосы

для студентов всех форм обучения, направление «Строительство»

270700, Профиль – «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Задания, пример расчёта

Калининград 2012

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение……..………………………………………………	3
1.	Задача №1……………………………………………………	4
2.	Задача №2……………………………………………………	12
3.	Задача №3……………………………………………………	20
4.	Задача №4……………………………………………………	23
5.	Задача №5……………………………………………………	27
6.	Задача №6……………………………………………………	33
7.	Задача №7……………………………………………………	42
	Литература……………………………………………………..	46

Введение

Методические указания составлены в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

С целью обеспечения удобства использования студентами настоящих методических указаний в состав их включены практически все необходимые для расчётов данные из нормативной и справочной литературы.

Номер варианта выбирается как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки.

1. Задача №1 Подбор насоса на заданные параметры

Вода забирается насосом из реки и подаётся в бак водонапорной башни в количестве q=105 л/с согласно приведённой на рис. 1 схеме.

Из реки по самотечной линии из стальных труб диаметром d_c=500 мм и длиной l_c=85 м вода поступает в береговой водозаборный колодец, из которого по стальной всасывающей трубе диаметром d_вс=450 мм и длиной l_вс=60 м (с приёмной сеткой без клапана) подводится к насосу. Насосом вода по напорной линии из чугунных труб d_н=350 мм и l_н=1000 м подаётся в бак водонапорной башни. Отметка горизонта низких вод в реке Z_ГНВ=40 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в баке водонапорной башни Z_ВБ=95 м.

Требуется определить напор и мощность насоса, а также мощность электродвигателя. Подобрать по каталогу насос. Вал насоса соединён с валом двигателя с помощью упругой муфты.

Решение. Напор Н, который должен развивать насос, определяется по формуле:

Н=Н_г+h_c+h_вс+h_н,

где Н_г – геометрическая высота подъёма воды насоса;

h_c, h_вс, h_н – потери напора в самотечной, всасывающей и напорной линиях.

Геометрическая высота подъёма Н_г воды насосом

Н_г=Z_ВБ-Z_ГНВ=95-40=55 м.

Потеря напора h_c в самотечной линии d_c=500 мм и l_c=85 м из стальных труб при расходе 105 л/с определяется по формуле:

h_c=1,1A_cK_cl_cQ²=1,1·0,04692·1,081·85·0,105²=0,05 м,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления;

A_c – удельное сопротивление самотечной линии; принимается в зависимости от диаметра и материала трубы по табл. 1, A_c=0,04692 для Q в м³/с;

K_c – поправочный коэффициент к значению A_c, учитывающий, что _с1; принимается в зависимости от _с=0,5 м/с (принять по таблицам Шевелёва) при расходе q=105 л/с и d_c=500 мм по табл. 2, K_c=1,081;

l_c – длина самотечной линии, l_c=85 м;

Q – расход в м³/с, Q=0,105 м³/с.

Потеря напора h_вс во всасывающей линии d_вс=450 мм и l_вс=60 м из стальных труб с приёмной сеткой без клапана при расходе 105 л/с определяется по формуле:

h_вс=1,1 A_всK_всl_всQ²+_пр.с²_вс/(2g)=

=1,1·0,08001·1,053·60·0,105²+3·0,62²/(2·9,8)=0,12 м,

где K_вс=1,053 (принимается по табл. 2) при _вс=0,62 м/с (принять по таблицам Шевелёва);

_пр.с – коэффициент гидравлического сопротивления приёмной сетки без клапана, принимается по табл. 3.

Потеря напора h_н в напорной линии d_н=350 мм, l_н=1000 м из чугунных труб при расходе 105 л/с.

h_н=1,05A_нK_нl_нQ²=1,05·0,2948·0,999·1000·0,105²=3,41 м,

где K_н=0,999 при _н=1,01 м/с принимается по табл. 2.

Напор насоса

Н=Н_г+h_c+h_вс+h_н=55+0,05+0,12+3,41=58,58 м.

Мощность насоса определяется по формуле:

Где  - плотность воды, 1000 кг/м³;

Q – подача насоса, м³/с;

_н – КПД насоса (при определении ориентировочно мощности насоса КПД принимается _н0,75).

Мощность двигателя, соединённого с насосом упругой муфтой (КПД передачи _п=1,0, коэффициент запаса мощности К_з=1,12), определяется по формуле:

По каталогу (рис. 2) наиболее подходящим для заданных q и Н будет насос Д500-65, число оборотов которого n=1450 мин^-1.

Рис. 2. Сводные графики полей насосов типа К (КМ) и Д

Таблица 1

Значения удельных сопротивлений A при =1 м/с для новых

стальных и чугунных водопроводных труб

Трубы стальные водогазопроводные		Трубы стальные электросварные		Трубы чугунные напорные
d, мм	А (для Q в м3/с)	d, мм	А (для Q в м3/с)		d, мм	А (для Q в м3/с)
6	508800000	50	2362		75	2556
8	68510000	60	1494		80	831,7
10	4222000	75	624,8		100	276,1
15	3962000	80	307,8		125	83,61
20	824600	100	119,8		150	34,09
25	228500	125	53,88		200	7,399
32	52570	150	22,04		250	2,299
40	26260	175	15,09		300	0,8336
50	6864	200	5,149		350	0,4151
65	1940	250	1,653		400	0,2085
80	772,7	300	0,6619		450	0,1134
90	360,1	350	0,2948		500	0,06479
100	192,7	400	0,1521		600	0,02493
125	60,65	450	0,08001		700	0,01111
150	24,35	500	0,04692		800	0,005452
		600	0,01859		900	0,002937
		700	0,009119		1000	0,001699
		800	0,004622
		900	0,002504
		1000	0,001447
		1200	0,0005651
		1400	0,0002547
		1500	0,0001776
		1600	0,0001268

Таблица 2

Поправочные коэффициенты к значениям А

, м/c	Значения К для труб
	новых стальных	новых чугунных	асбестоцементных и железобетонных
1	2	3	4
0,2	1,244	1,462	1,308
0,25	1,198	1,38	1,257
0,3	1,163	1,317	1,217
0,35	1,138	1,267	1,185
0,4	1,113	1,226	1,158
0,45	1,095	1,192	1,135
0,5	1,081	1,163	1,115
0,55	1,067	1,138	1,098
0,6	1,057	1,115	1,082
0,65	1,046	1,096	1,069
0,7	1,039	1,078	1,056
0,75	1,029	1,062	1,045
0,8	1,021	1,047	1,034
0,85	1,016	1,034	1,025
0,9	1,011	1,021	1,016
1	1	1	1
1,1	0,993	0,988	0,986
1,2	0,986	0,965	0,974
1,3	0,979	0,951	0,963
1,4	0,972	0,938	0,953
1,5	0,968	0,927	0,944
1,6	0,965	0,917	0,936
1,7	0,961	0,907	0,928
1,8	0,958	0,899	0,922
1,9	0,954	0,891	0,916
2	0,951	0,884	0,91
2,1	0,947	0,878	0,905
2,2	0,946	0,871	0,9
2,3	0,943	0,866	0,895
2,4	0,941	0,861	0,891
2,5	0,939	0,856	0,887
2,6	0,937	0,851	0,883
2,7	0,936	0,847	0,88
2,8	0,934	0,843	0,876
2,9	0,933	0,839	0,873
3	0,932	0,836	0,87

Таблица 3

Значение коэффициента местного сопротивления

Вход в трубу без расширения =0,5.	Плавно очерченный вход в трубу =0,1.				Приёмная сетка без клапана =2…3.
Приёмный клапан с сеткой =5…8.	Обратный клапан =1,7.				Колено с углом 90º =0,5…0,6.
Колено с углом 45º =0,1…0,5.	1 2 Переход суживающийся =0,1				1 2 Переход расширяющий­ся =0,25
Тройник в прямом направлении =0,1	Тройник в направлении ответвления =2,0				Тройник при ответвлении =1,5
Задвижка		h/d	1	0,5		0,2	0,1
			3	8		80	500

Таблица 4

Исходные данные по вариантам

	Номер варианта
	Пример	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
q, л/с	105	80	85	90	95	100	110	115	120	125	130	135	140	145	150	155	160	165	170	175
dc, мм	500	400	450	450	450	500	500	500	500	500	600	600	600	600	600	600	600	600	600	600
lc, м	85	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100	105	110	115	120	125	130	135	140
dвс, мм	450	300	300	300	300	400	450	450	450	450	500	500	500	500	500	500	500	500	500	500
lвс, м	60	45	50	55	60	65	70	75	70	65	60	55	50	52	54	56	58	60	62	64
dн, мм	350	250	300	300	300	300	300	300	300	300	300	350	350	350	350	350	350	400	450	450
lн, м	1000	1030	1060	1090	1120	1150	1180	1210	1240	1270	1300	1330	1360	1390	1420	1450	1480	1510	1540	1570
ZГНВ, м	40	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48
ZВБ, м	95	55	57	59	61	63	65	67	69	71	73	75	77	79	81	83	85	87	89	91