5. Подбор центробежного насоса и исследование режимов его работы

По заданному значению расхода и вычисленному значению потребного напора выбираем из каталога [2] насос Х(О)80-50-200А:

Таблица 5.1 Технические характеристики насоса

Марка насоса	Подача, м3/ч	Напор, м	Частота вращения, об/мин	Мощность эл.двигателя, кВт
Х(О)80-50-200	50	50	3000	15

По графической характеристике насоса в каталоге, составляем таблицу характеристик насоса:

Таблица 5.2

Q, м3/с	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,012	0,016	0,020
Н, м	51	52	53	54	53	51	46	37
N, кВт	6	6,5	7,3	8	8,5	10	12	13
η, %	0	20	30	44	52	61	62	50

По полученным значениям строим графические характеристики H=f(Q), N=f(Q), η=f(Q).

Рис. 5.1 Графические характеристики H=f(Q), N=f(Q), η=f(Q).

5.1 Определение условий работы насоса на один нагнетательный трубопровод

Требуется найти рабочую точку 1, которая является точкой пересечения характеристики выбранного насоса H = f(Q) с характеристикой потребного напора H_П = f(Q) трубопровода. Задачу решаем графоаналитическим способом, данные сводим в таблицу 5.3.

Рассчитываем условия работы для Q = 0,012 м³/с.

Расчет всасывающего трубопровода:

Определяем истинную скорость жидкости в трубопроводе:

Вычисляем число Рейнольдса:

Режим движения воды турбулентный, поскольку:

Rе = 11520 > Rе_кр = 2320

Устанавливаем область гидравлических сопротивлений:

2320 < Rе = 11520 <

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

Всасывающий трубопровод находится в области гидравлически гладких труб.

Определяем коэффициент потерь по длине λ:

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

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

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

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода:

Определяем суммарные потери напора:

Таблица 5.3

Q, м3/с	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,012	0,016	0,020
υвс, м/с	0	0,15	0,3	0,45	0,6	0,9	1,21	1,51
Reвс	0	19200	38410	5761	7682	11520	15360	19200
λвс	0	0,048	0,04	0,036	0,034	0,031	0,028	0,027
Σζвс	3,1	3,1	3,1	3,1	3,1	3,1	3,1	3,1
Σhвс, м	0	0,009	0,031	0,07	0,11	0,24	0,42	0,65

Расчет нагнетательного трубопровода:

Определяем истинную скорость жидкости в трубопроводе:

Вычисляем число Рейнольдса:

Режим движения воды турбулентный, поскольку:

Rе = 15770 > Rе_кр = 2320.

Устанавливаем область гидравлических сопротивлений:

2320 < Rе = 15770 <

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:

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;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательного трубопровода:

Определяем суммарные потери напора:

Общие потери напора:

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

_{Расчет сводим в таблицу 5.4}

_{Таблица 5.4}

Q, м3/с	0	0,002	0,004	0,006	0,008	0,012	0,016	0,020
υн, м/с	0	0,28	0,56	0,85	1,12	1,69	2,26	2,82
Reн	0	2628	5256	7884	10510	15770	21020	26280
λн	0	0,044	0,037	0,034	0,031	0,028	0,026	0,025
Σζн	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2	2,2
Σhн, м	0	0,46	1,56	3,18	5,27	10,74	17,81	26,37
Нп, м	30,79	31,26	32,39	34,04	36,18	41,77	49,02	57,82

Рис. 5.2 График работы насоса на один нагнетательный трубопровод.

По параметрам точки 1 определяем значения:

Q₁ = 0,0153 м³/с;

Н₁ = 47,6 м;

N₁ = 11,3 кВт;

η₁ = 60 %.

Определяем показатель оптимального режима работы насоса:

Δη = 2 % < 5%, следовательно, насос работает в оптимальном режиме.