Совместная характеристика насосов и трубопроводов.
В координатах расход - напор можно построить характеристику трубопровода, в который насосы подают воду. Чтобы подать воду через трубу длиной L, диаметром D на высоту Z2 –Z1 требуется преодолеть:
геометрическую высоту подъема Hг = Z2 –Z1;
сопротивление
трубопровода, равное сумме потерь напора
по длине
.
Потери
на местные сопротивления
.
С учетом того, что V = 4Q/(D2),
или
,
где
.
На графике в координатах Q - H (рис.30) показана характеристика трубопровода .
При совмещении характеристик трубопровода и насоса точка пересечения дает значения подачи (расхода) и напора на выходе воды из насоса (рис.31).
Рис.30.
Характеристика Рис.31. Совмещение
трубопровода характеристик насоса и
трубопровода
Аналитические выражения
,
отсюда
.
Для расчета характеристики трубопровода необходимо определить величину коэффициента сопротивления λ, которая зависит от свойств жидкости, шероховатости стенок трубопровода и режима течения жидкости:
где V – скорость, м/с;
D – диаметр трубы, м;
A1, C, m – значения параметров в табл. 2.
Для температур, отличающихся от 10 0С, вводят поправку на изменившуюся кинематическую вязкость (табл.3):
.
Таблица 2
Значения параметров для расчета коэффициента
Трубы, покрытие |
m |
A1 |
С (t=100) |
λ для ориентировоч-ных расчетов |
|||
Стальные и чугунные (не новые) V<1,2 м/с V≥ 1,2 м/с |
0,3 0,3 |
0,0179 0,0210 |
0,867
|
0,03 или 0,021/D0,3 |
|||
Трубы с пластмассовым покрытием |
0,19 |
0,011 |
3,51 |
0,017 |
|||
Железобетонные виброгидропрессованные |
0,19 |
0,01574 |
3,51 |
0,025 |
|||
Железобетонные центрифугированные |
0,19 |
0,01385 |
3,31 |
0,02 |
|||
Таблица 3
Зависимость кинематической вязкости воды от температуры
t |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
t·106 |
1,79 |
1,33 |
1,03 |
0,82 |
0,67 |
Пример. Определить коэффициент сопротивления для трубы с внутренним полимерным покрытием, диаметр D = =0,4 м, расход 0,2 м3/с, температура 30 0С.
Решение. С30 = 3,51·0,82/1,33=2,16;
V = 0,2/(3,14·0,42/4)=1,59 м/с;
= 0,011·(1+2,16/1,59)0,19/0,40,19 = 0,0154.
Коэффициенты местных сопротивлений принимаются по специальным таблицам и формулам. При ориентировочных расчетах допускается величиной ∑ пренебречь, а дополнительные потери напора за счет местных сопротивлений учесть, вводя множитель 1,02...1,06 к величине S.