3. Определение полного напора и выбор насоса

3.1.Полный напор насоса.

Полный напор, развиваемый насосом, рассчитывается по формуле:

,

где – давление над поверхностью жидкости в емкости, из которой жидкость отбирается, Па

– давление над поверхностью жидкости в емкости, в которую жидкость перекачивается, Па

– геометрическая высота подъема жидкости, м

h_п – общие потери напора (см. п 2.2.3) на трубопроводах всасывания и нагнетания.

Геометрическая высота подъема жидкости представляет собой алгебраическую разность высот уровней жидкости в приемной емкости и в емкости, из которой жидкость отбирается. За уровень для отсчета этих высот обычно принимают уровень жидкости в емкости, из которой жидкость отбирается. Однако, поскольку в процессе работы высота налива жидкости в емкость меняется, принимаем в качестве высоту оси штуцера емкости Е-2 (см. рис. 4) над осью штуцера емкости Е-1. То есть:

где – геометрическая высота оси всасывающего штуцера насоса Н над осью штуцера емкости Е-1, м;

– геометрическая высота оси штуцера емкости Е-1 над осью всасывающего штуцера насоса, м.

В расчете пренебрегаем высотой насоса, высотами колен и тройников. Тогда с учетом размеров, приведенных на рис. 4 и в исходных данных:

м

м

м

Полный напор, развиваемый насосом;

м

3.2. Выбор насоса

По напору равному 30,1 м и производительности равной 60 м³/ч выбирают насос. На графике приложение Ж на пересечении абсциссы 60 м³/ч и ординаты 30,1 м находится поле насоса марки 3К-6 (ближайшее с большими расходом и напором). Из приложения К характеристики насоса необходимо переписать в таблицу.

Таблица 2 – характеристика насоса марки 3К-6

Подача Q м3/ч	Напор Н, м	Число оборотов в минуту	Мощность на валу насоса N, кВт	Электродвигатель	К.П.Д. насоса  %	Мощность, кВт	Масса, кг	Диаметр рабочего колеса D, м
61	45	2900	12,5	АО-62-2	57	17	310	0,218

4. Определение предельной высоты всасывания

Предельная или максимально допустимая высота всасывания рассчитывается по формуле

,

где h_к.з. – кавитационный запас;

– давление над поверхностью жидкости в емкости Е-1 (см. рис. 4), Па;

Р_н – давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости при температуре во всасывающем патрубке насоса, Па;

По таблице из приложения З или таблице LIV из [1 с. 589] находим: при заданной температуре 80 ^оС давление насыщенного пара воды Р_н = 0,48310⁵ Па.

Величину кавитационного запаса h_к.з. обычно можно определить по графическим характеристикам насоса, публикуемым в каталогах, однако на характеристиках насосов в приложении Л вместо h_к.з приведена допустимая вакуумметрическая высота всасывания , которая представляет собой максимально допустимую геометрическую высоту всасывания воды при нормальных условиях (температура 20 ^оС и давление 760 мм рт. ст.). В этом случае h_к.з можно рассчитать по формуле:

5 Расчет мощности электродвигателя

Полезная мощность насоса, Вт:

, [13]

где —объемная производительность (подача) насоса, м³/с;

—плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g—ускорение свободного падения – 9,81 м/с²;

Н—полный напор, развиваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой жидкости;

—общий к. п. д. насосной установки, представляющий собой произведение к. п. д. насоса , к. п. д. передачи и к. п. д. двигателя :

, [14]

Для насосов средней производительности примем равным 0,6, а (так как в центробежных насосах вал электродвигателя непосредственно соединяется с валом насоса). Для выбранного ранее типа насоса принимаем согласно приложению З.

кВт

С запасом на возможные перегрузки двигатель к насосу устанавливается несколько больше мощности N_ycm, чем потребляемая мощность:

, [14]

где —коэффициент запаса мощности, выбираемый в зависимости от величины N по таблице 2-1 стр. 81 [1] (приложение И).

При N = 8,7 кВт принимаем =1,2.

Устанавливаем, что заданной подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки 3К-6, для которого производительность равна 61 м³/час и полный напор составляет 45 м.

Насос обеспечен электродвигателем АО-62-2 с номинальной мощностью 12,5 и частотой вращения вала 2900 оборотов в минуту.