Раздел 1 подбор насоса на заданные параметры

1.1 Исходные данные

Вариант №6

q,	115
, мм	500
	80
	450
	75
	300
	1210
	36
, м	67

Вода забирается из реки насосом и подается в бак водонапорной башни в количестве q=115 л/с согласно приведенной на рис. 1.

Из реки по самотечной линии из стальных труб диаметром d_c=500 мм и длиной l_c=80 м вода поступает в береговой водозаборный колодец, из которого по стальной всасывающей трубе диаметром d_вс=450 мм и длиной l_вс=75 м (с приемной сеткой без клапана) подводится к насосу. Насосом вода по напорной линии из чугунных труб d_н=300 мм и l_н=1210 м подается в бак водонапорной башни. Отметка горизонта низких вод в реке Z_ГВН=36 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в баке водонапорной башни Z_ВБ= 67 м.

Требуется определить напор и мощность насоса, а также мощность электродвигателя. Подобрать по каталогу насос. Вал насоса соединен с валом двигателя с помощью упругой муфты.

1.2 Решение

Напор Н, который должен развивать насос, определяется по формуле:

Н=Н_г+h_с+h_вс+h_н, (1)

где Н_г – геометрическая высота подъема воды насоса;

h_с, h_вс, h_н,- потери напора в самотечной, всасывающей и напорной линиях.

Геометрическая высота подъема Н_г воды насосом

Н_г= Z_ВБ- Z_ГВН=67-36=31 м. (2)

Потеря напора h_с в самотечной линии d_c=500 мм и l_c=80 из стальных труб при расходе 115л/с определяется по формуле:

h_с= 1,1А_сК_сl_cQ²=1,1∙0,04692∙1,081∙80∙0,115²=0,06 м, (3)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления;

А_с – удельное сопротивление самотечной линии; принимается в зависимости от диаметра и материала трубы (таблица 1), А_с=0,04692 для Q=0,115 м³/с;

К_с – поправочный коэффициент к значению А_с, учитывающий, что v≠1; принимается в зависимости от v_c=0,5 м/с (таблица 2) при расходе q=115 л/с и d_c=500 мм по табл. 2, К_с=1,081;

l_c – длина самотечной линии, l_c =80 м;

Q – расход в м³/с, Q=0,115 м³/с.

Таблица1 – Значение удельных сопротивлений А при для новых стальных и чугунных водопроводных труб

Таблица 2 – Поправочные коэффициенты к значениям А

Потеря напора h_вс во всасывающей линии d_вс=450 мм и l_вс=70 м из стальных труб с приемной сеткой без клапана при расходе 115 л/с определяется по формуле:

h_вс=1,1А_всК_всl_всQ²+ζ_пр.сv²_вс /(2g)=1,1∙0,08001∙1,039∙70∙0,115²+2∙0,7²/2∙9,8=0,13м,

где А_вс=0,08001 для d_вс=450 мм и l_вс=70 м ;

К_вс=1,039 (принимается по табл. 2) при v_вс=4∙Q/π∙d²=4∙0,115/3,14∙0,045²=0,7 м/с;

ζ_пр.с – коэффициент гидравлического сопротивления приемной сетки без клапана (таблица 3); ζ_пр.с=2.

Таблица 3 – Значения коэффициентов местного сопротивления

Потеря напора h_н в напорной линии d_н=300 мм и l_н=1210 м из чугунных труб при расходе 115 л/с:

h_н=1,05 А_нК_нl_нQ²=1,05 ∙0,6619∙0,993∙1210∙0,115²=11,04 м, (4)

где А_н=0,6619 для d_н=300 мм и l_н=1210 м;

К_н=0,993 при v_н=1,1 м/с (таблица 2).

Напор насоса

Н=Н_г+h_с+h_вс+h_н,=31+0,06+0,13+11,04=42,23 м. (5)

Мощность насоса определяется по формуле;

N_н = = = 63,46 кВт, (6)

где – плотность воды, 1000 кг/м³;

Q – подача насоса, м³/с;

Ƞ_н – КПД насоса ( при определении ориентировочно мощности насоса КПД принимается Ƞ_н ≈ 0,75).

Мощность двигателя, соединенного с насосом упругой муфтой (КПД передачи Ƞ_n = 1,0, коэффициент запаса мощности К_з=1,12), определяется по формуле:

N_ДВ = К_з = ∙1,12=71,07 кВт. (7)

По каталогу (рис. 2) наиболее подходящим для заданных q и Н будет насос 1Д500-63б, число оборотов которого n=1450 мин^-1.

Рис. 2. Сводные графики полей насосов типа К (КМ) и Д