М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Машины и аппараты химических производств»

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

по курсу: «Гидравлические машины»

Вариант 58

Студент: 2-НТ-10

Солодкий А.Ю.

____________

(подпись)

Руководитель: Печников А.С.

___________

(подпись)

Самара 2013 г.

Оглавление

Оглавление 2

Введение 3

Расчетная схема насосной установки 5

1. Расчет и выбор насоса для заданной сети 6

1.1. Определение физических параметров перекачиваемой жидкости. 6

1.2.Определение потребного напора 7

1.2.1.Определение геометрической высоты подъёма жидкости 7

1.2.2.Определение потерь напора 7

1.3.Определение диаметров трубопровода во всасывающем и нагнетательном тракте 7

1.4. Определение режима течения жидкости в трубопроводах 9

1.5. Определение коэффициента сопротивления трения 9

1.6. Определение коэффициентов местных сопротивлений 10

1.7. Определение потерь напора на преодоление сил трения и местных сопротивлений 11

1.8.Определение потребного напора насоса 11

2.Выбор насоса. Обоснование выбора 12

3.Построение характеристики сети в масштабе характеристики насоса 13

4.Проверка на бескавитационную работу насоса 15

5.Описание конструкции и принципа действия насоса 16

Заключение 18

Список использованной литературы 19

Введение

В современном мире насосы нашли широкое применение на нефтеперерабатывающих заводах.

Насосами являются устройства, предназначенные для перемещения жидкостей. На нефтеперерабатывающих заводах насосы служат для перекачивания нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, щелочей, кислот и работают в широких производительных, напорных и температурных диапазонах.

Целью данной работы является расчёт заданной технологической сети и выбор насоса, оптимально подходящего для проведения требуемого процесса перекачки воды.

Выбор насоса происходит на основании рассчитанного потребного напора, который представляет собой совокупность геометрической высоты подъёма жидкости, пьезометрической высоты (потерь на преодоление разницы давлений в ёмкости и колонне) и скоростного напора. На основании рассчитанного потребного напора и заданной подачи воды, подбирается насос из стандартного ряда. Далее построением рабочих характеристик выбранного насоса и заданной сети определяется «рабочая точка». Затем для насоса определяется полезная мощность и коэффициент полезного действия, зависящий от объёмных, механических и гидравлических потерь. После чего, на основании полученных данных выбранный насос проверяется на бескавитационную работу.

Расчёт технологической сети сводится к определению оптимального соотношения между диаметрами всасывающего и нагнетательного трубопроводов и скоростями потока в них с учётом всех местные сопротивлений вентилей, обратного клапана, диафрагмы, а также теплообменника.

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы по курсу "ГИДРОМАШИНЫ"

Студенту Солодкому Артему Юрьевичу

Произвести необходимые расчёты и подобрать оптимальный вариант насоса для подачи орошения в колонну К -1 из ёмкости Е - 1 при следующих условиях:

Наименование перекачиваемой жидкости Вода

Расход перекачиваемой жидкости, м³/ч 360

Давление (избыточное) в ёмкости, МПа 0,26

Давление (избыточное) в колонне, МПа 2,1

Температура перекачиваемой жидкости, ^ОС 90

Схема насосной установки приведена на рис. 1

Геометрические размеры линейных участков приведены в табл. 1

Обозначение	Z	Z1	Z2	Z3	L	L1	L2	L3	L4	L5
Размер, м	0,5	3	26	6	2	4	10	8	17	4

Графическая часть проекта должна состоять из:

1) Общий вид (сборочный чертёж) насоса - 1 лист формата А1;

2) Лист спецификации на чертёж

Пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

Титульный лист

Введение

Исходные данные

Расчетная схема в аксонометрии.

Определение физических параметров перекачиваемой жидкости

Расчёт потребного напора насоса

Обоснование выбора марки насоса и его типоразмера

Расчёт и построение "рабочей точки"

Описание конструкции и принципа действия насоса

Заключение

Список использованной литературы

Задание выдал ___________________________ А.С. Печников

Рис.1 - Расчетная схема насосной установки

1. Расчет и выбор насоса для заданной сети

1.1Определение физических параметров перекачиваемой жидкости.

Вид перекачиваемой жидкости: вода.

Плотность воды при t=90°С равна ρ = 965,34 кг/м³

Кинематическая вязкость определим по следующей таблице. При t = 90°С

ʋ=0,326*10^-6м²/с

Динамическая вязкость и кинематическая вязкость воды, в зависимости от температуры
Температура [° C]	Динамическая вязкость 10-3 [Pa.s]	Кинематическая вязкость 10-6м2/с
0	1,787	1,787
5	1,519	1,519
10	1,307	1,307
20	1,002	1,004
30	0,798	0,801
40	0,653	0,658
50	0,547	0,553
60	0,467	0,475
70	0,404	0,413
80	0,355	0,365
90	0,315	0,326
100	0,282	0,294

1.2 Расчёт потребного напора насоса

1.2.1. Определение геометрической высоты подъёма жидкости (разности уровней жидкости в ёмкости и колонне).

Геометрическая высота подъёма жидкости определяется по формуле:

ΔZ = Z₂ – Z₁=26-3=23 м (1)

где: Z₁ - уровень жидкости в ёмкости Е-1, м - по заданию;

Z₂ - уровень жидкости в колонне К-1, м - по заданию.

1.2.2.Определение потерь напора.

Потери напора на преодоление разности давлений в приёмном и напорном резервуарах определяется по формуле:

м (2)

где: Р₂ - абсолютное давление нагнетания (избыточное) в колонне К-1, Па – по заданию;

Р₁ - абсолютное давление всасывания (избыточное) в ёмкости Е-1, Па – по заданию;

ρ^t - плотность перекачиваемой жидкости при заданной температуре, кг/м³.

1.3. Определение диаметров трубопровода во всасывающем и нагнетательном тракте.

Зададимся рекомендуемой скоростью движения жидкости w, согласно таблицам для заданного материала перекачивания и его вязкости.

В нагнетательном трубопроводе, согласно таблицам принимаем среднее значение w_H =2 м/с [8, c. 21];

Во всасывающем трубопроводе, согласно таблицам принимаем среднее значение w_В =1 м/с [8, c. 21];

Определяем необходимый диаметр трубопровода, в соответствии с выбранной скоростью по формуле 3:

(3)

где: d - диаметр всасывающего или нагнетательного трубопровода, м;

Q - расход перекачиваемой жидкости, м³ /с (смотри задание);

w - скорость течения жидкости, м/с.

Для дальнейшего расчёта диаметров, необходимо расход Q выразить в м³/с, для этого заданный расход в часах поделим на 3600 секунд, получим:

м³ /с (4)

Диаметр нагнетательного трубопровода:

м (5)

В соответствии с таблицей ГОСТ 8732-58 для нагнетательного трубопровода выбираем трубу с параметрами Ø273×6,5 [8, с. 16-17].

Диаметр всасывающего трубопровода:

м (6)

В соответствии с таблицей ГОСТ 8732-58 для всасывающего трубопровода выбираем трубу с параметрами Ø377×8 [8, с. 16-17].

Уточняем скорость течения жидкости по стандартным внутренним диаметрам трубопроводов. Внутренний диаметр трубопровода d_BH определяется по формуле:

d_BH = d - 2S (7)

где: d - наружный диаметр трубопровода по ГОСТ 8732-58 (Приложение 2), м;

S - толщина стенки трубопровода по ГОСТ 8732-58 (Приложение 2), м.

Для трубопровода нагнетания:

мм (7а)

Для трубопровода всасывания:

мм (7б)

Затем производим уточнение скорости в трубопроводе:

(8)

Скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе согласно формуле 8:

м/с (8а)

Это значение должно соответствовать промежутку, из которого принята w_н. Условие выполнено, следовательно, скорость определена верно.

Скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе согласно формуле 8:

м/с (8б)

Это значение должно соответствовать промежутку, из которого принята w_в. Условие выполнено, следовательно, скорость определена верно.