Методика расчета рэп с нагрузкой вентиляторного типа

1. Характеристика насоса

В соответствии с технологической схемой насосной установки (рис.1) насос соединяется всасывающим 2 и напорным 6 трубопроводами с резервуарами ,оборудуется вакуумметром 3 и манометром 5 для замера давлений р₁ и р₂ до и после насоса, напорной задвижкой 4, приемной сеткой с обратным клапаном 1.

Рис 1 Технологическая схема насосной установки

Для энергетических расчетов транспортировки жидкости используется характеристика насоса (рис.2). Под характеристикой насоса понимается зависимости напора Н, мощности на валу N, коэффициента полезного действия , допустимой высоты всасывания h_доп от подачи Q при определенной частоте вращения n рабочего колеса с диаметром D, мм.

Рис.2. Характеристика насоса типа Д320-50, n = 1500 об/мин

В каталогах напор принято выражать в метрах столба жидкости, Н, м. Шкала расходов в разных источниках отличается разнообразием: литр в секунду, л/с; кубический метр в секунду, м³/с; кубический метр в час, м³/ч, что требует внесение соответствующих коэффициентов в расчетные формулы. В дальнейшем в расчетах подача Q , выражаться кубический метр в секунду, м³/с.

2. Характеристика магистрали

Под характеристикой магистрали понимается зависимость между подачей (расходом) жидкости и напором, необходимым для обеспечения этого расхода.

Характеристика магистрали (рис.3) описывается уравнением

,

где − статический напор, м;

S_г – гидравлическое сопротивление трубопровода (магистрали);

− потери напора в магистрали при транспортировке.

Статический напор рассчитывается как

, где:

− геодезический напор равный сумме высот всасывания Н_вс и нагнетания Н_наг, (рис.1);

, м ;

р₁ − давление в резервуаре, куда перекачивается жидкость, м;

р₂ − давление в резервуаре, откуда перекачивается жидкость, м..

Потери напора в магистрали

Здесь S_г – гидравлическое сопротивление магистрали, с²/м⁵ рассчитывается как,

,

где

L – длина трубопровода, м;

D – диаметр трубопровода, м;

G – ускорение свободного падения g = 9,81 м/c²:

λ – безразмерный коэффициент, характеризующий вязкость перекачиваемой жидкости (для чистой воды λ = 0,03).

Приведенные выражения позволяют оценить влияние длины и диаметра трубопровода на гид-

равлическое сопротивление магистрали и потери напора по трассе.

Рис. 3 Характеристики. насоса и магистрали:

1 – насос; 2 – магистраль

Точка пересечения характеристик насоса и магистрали (точка 1 на рис 3) является рабочей точкой насосного агрегата.

Произведение напора Н₁ на подачу Q₁ определяет величину затраченной на транспортировку мощности, равной:

;

Здесь:

H₁ –напор создаваемый насосом;

Q₁ –подача насоса;

P_н-мощность на валу насоса;

- кпд насоса

Следует рассмотреть на рис.3 две характерные зоны I и II.

Зона I определяет запас потенциальной энергии, которую можно в дальнейшем использовать для выполнения работы в зависимости от требований технологического процесса.

Зона II определяет величину потерь энергии, затрачиваемой на транспортировку.

В дальнейшем будет показано, что часть потерь можно отнести к разряду нерациональных, подлежащих минимизации.