Содержание

1. Выбор материала трубопровода 2

2. Определение диаметра трубопровода 2

3. Расчет потребного напора 3

4. Проверочный расчет толщины стенок труб 6

5. Подбор центробежного насоса и исследование режимов его работы 7

5.1 Определение условий работы насоса на один нагнетательный трубопровод 9

5.2 Определение режима работы насоса на два нагнетательных трубопровода 13

5.3 Последовательное соединение двух насосов 17

5.4 Параллельное соединение двух насосов 19

6. Способы регулирования режимов работы насоса и их анализ. 22

6.1 Регулирование дросселированием. 22

6.2 Регулирование изменением частоты вращения насоса. 24

7. Определение допустимой высоты всасывания насоса. 27

Список использованной литературы 29

Исходные данные:

- длина всасывающего трубопровода: 1вс = 12 м;

- длина нагнетательного трубопровода: lн = 240 м;

- давление на поверхности жидкости питающего (нижнего) резервуара: р₁ = 0,015 МПа;

- геодезическая отметка уровня жидкости питающего (нижнего) резервуара: z₁ = 10 м;

- геодезическая отметка уровня жидкости приемного (верхнего) резервуара: z₂ = 28 м;

- расход жидкости в трубопроводной системе: Q = 0,014 м³/с;

- род перемещаемой жидкости и ее концентрация: муравьиная кислота;

- температура перемещаемой жидкости: 40 °С.

1. Выбор материала трубопровода

По приложению 14 [1] принимаем для заданной жидкости, муравьиной кислоты, материал: сталь хромоникелевая.

Бал стойкости — 5.

Принимаем скорость коррозии .

Определяем запас в толщине стенки на коррозию:

где

Т – срок эксплуатации;

2. Определение диаметра трубопровода

По рекомендациям, изложенным в [1] допустимая скорость движения жидкости:

- во всасывающих трубопроводах - 1,0 м/с;

- в нагнетательных – 2,0 м/с.

Таким образом, зная расход жидкости в линии Q и задаваясь допускаемой скоростью υ, определяем внутренний диаметр трубопроводов:

Всасывающего:

Нагнетательного:

По приложению 21 [1] принимаем стандартные диаметры труб:

Для всасывающего трубопровода:

d_НАР = 140 мм; d_ВН = 130 мм.

Для нагнетательного трубопровода:

d_НАР = 105 мм; d_ВН = 95 мм.

3. Расчет потребного напора

Определяем истинные скорости жидкостей в трубопроводах:

Всасывающем:

Нагнетательном:

Вычисляем число Рейнольдса:

где

v - кинематическая вязкость жидкости.

Для муравьиной кислоты при t = 40 °С:

Для всасывающего трубопровода:

Режим движения воды турбулентный, поскольку:

Rе = 13509 > Rе_кр = 2320

Для нагнетательного трубопровода:

Режим движения воды турбулентный, поскольку:

Rе = 18440 > Rе_кр = 2320.

Устанавливаем область гидравлических сопротивлений:

Для всасывающего трубопровода:

2320 < Rе = 13509 <

где Δ_э - эквивалентная шероховатость материала трубопровода, принимаем по приложению 17 [1];

Всасывающий трубопровод находится в области гидравлически гладких труб.

Для нагнетательного трубопровода:

2320 < Rе = 18440 <

где Δ_э - эквивалентная шероховатость материала трубопровода, принимаем по приложению 17 [1];

Нагнетательный трубопровод находится в области гидравлически гладких труб.

Определяем коэффициент потерь по длине λ:

Для всасывающего трубопровода:

Для нагнетательного трубопровода:

Принимаем по приложению 18 [1] значения всех коэффициентов местных сопротивлений:

Значение местного сопротивления на выход из трубы: ζ_вых = 1,0;

Значение местного сопротивления на резкий поворот трубы: ζ_к = 1,1;

Значение местного сопротивления на задвижку: ζ_з = 0,1;

Значение местного сопротивления обратный клапан: ζ_кл.о. = 2,0;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательного трубопровода:

Определяем суммарные потери напора:

во всасывающем трубопроводе:

в нагнетательном трубопроводе:

Общие потери напора:

Определяем требуемый напор, который складывается из напора во всасывающем резервуаре, высоты подъема жидкости и потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах:

4. Проверочный расчет толщины стенок труб

Толщина стенки трубы δ, мм, определяется из условия обеспечения прочности при заданном номинальном давлении:

где р - рабочее давление в трубопроводе, Па; d - внутренний диаметр трубопровода; φ - коэффициент прочности сварного шва , для цельнотянутых труб φ = 1; [σ] — допускаемое напряжения разрыва материала трубопровода: [σ] = 100 МПа; с - запас в толщине стенки на коррозию, вычисленный в п 1.

Для всасывающего трубопровода:

Для нагнетательного трубопровода:

где

р - максимальное статическое давление в трубопроводе.

_{Вычисленные значения δ меньше, чем толщина, принятая по ГОСТу} . Прочность подобранных труб достаточна.