2

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Кафедра: «Химической техники и промышленной экологии»

Методические указания

к выполнению курсового проекта

«Расчет и выбор насоса и трубопровода»

по дисциплинам:

«Оборудование химических предприятий и основы проектирования»

«Основы проектирования природоохранных комплексов. САПР»

Харьков 2007

Общие положения

В химической промышленности важное значение имеет транспортировка жидких или газообразных продуктов по трубопроводам как внутри предприятия между отдельными аппаратами и установками, так и вне его.

При перемещении жидкости по горизонтальным трубопроводам и с низшего уровня на высший применяют насосы.

Движение жидкости через аппараты и по трубопроводам связано с затратами энергии. В некоторых случаях жидкость перемещается самотеком, например, при движении с более высокого уровня на более низкий, т. е. без затрат внешней энергии. Происходит преобразование части собственной потенциальной энергии в кинетическую.

Насосы — гидравлические машины, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая ее давление. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает ее перемещение. Широкое использование их в разнообразных рабочих условиях привело к созданию многочисленных типов этих машин, отличающихся как по принципу действия, так и конструктивными особенностями.

К гидравлическим машинам относят также некоторые специальные устройства, служащие, как и насосы, для перемещения жидкостей:

1. гидравлические тараны, основанные на принципе использования давления, получающегося при гидравлическом ударе;

2. эжекторы (водоструйные насосы), в которых подъем жидкости происходит за счет использования кинетической энергии струи;

3. эрлифты—устройства для подъема воды из скважин при помощи сжатого воздуха.

Классификация насосов

Широкое использование насосов в различных областях техники привело к созданию многочисленных типов насосов, отличающихся друг от друга как по принципу работы, так и по своим конструктивным особенностям. По принципу работы применяющиеся в настоящее время насосы можно подразделить на:

4. динамические насосы—перемещающие жидкость благодаря действию динамических сил на незамкнутый объем, сообщающийся со входом и выходом (лопастные насосы, насосы трения, инерции);

5. объемные насосы—перемещающие жидкость за счет периодического изменения объема, попеременно сообщающегося то со входом, то с выходом жидкости (всасывание и нагнетание).

Лопастные насосы объединяют группы центробежных, диагональных и пропеллерных (осевых) насосов, обычно приводимых в движение электродвигателями с большим числом оборотов. Они обладают большой производительностью, простотой эксплуатации и высоким к. п. д.

Объемные насосы имеют небольшую производительность, но развивают большое давление.

В химической промышленности наибольшее распространение получили поршневые насосы (непосредственно сообщающие жидкости требуемое давление путем вытеснения ее поршнем) и центробежные (сообщающие жидкости кинетическую энергию, далее переходящую в энергию давления).

В проектируемом трубопроводе для перекачивания жидкости будет использоваться центробежный насос.

Центробежные насосы различаются по числу ступеней давления, по расположению вала, по условиям движения жидкости из рабочего колеса в корпус насоса и некоторым другим признакам:

6. По числу ступеней давления насосы разделяются на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые, в которых жидкость проходит через последовательно соединенные рабочие колеса, постепенно увеличивающие напор до заданного предела.

7. Для увеличения производительности применяются также насосы с двухсторонним входом, у которых производительность увеличивается без увеличения напора.

8. В зависимости от расположения вала рабочего колеса различают насосы на горизонтальном и вертикальном валу.

9. В зависимости от условий, обеспечивающих движение жидкости из рабочего колеса в корпус насоса, применяются насосы с направляющим аппаратом и без направляющего аппарата.

Кроме того, центробежные насосы делятся на насосы низконапорные (до 20-25 м), средненапорные (20-60 м) и высоконапорные (свыше 60 м). Центробежные насосы разделяют также на тихоходные, нормальной быстроходности и быстроходные.

В зависимости от назначения и свойств перекачиваемой жидкости лопастные насосы могут быть разделены на насосы общего применения и специальные.

Насосы общего применения предназначены для перекачки чистой воды и жидкостей, имеющих сходные с водой свойства в отношении вязкости и химической активности.

Насосы специальные подразделяются на: а) насосы для перекачки взвешенных веществ — фекальные, баггерные, землесосы, торфяные и др.; б) насосы артезианские и в) насосы для химически активных жидкостей.