5. Расчет мощности электродвигателя

Мощность, потребляемая насосом (на валу насоса), кВт:

,

где – объемная производительность (подача) насоса, м³/с;

– плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения – 9,81 м/с²;

Н – полный напор, развиваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой жидкости;

 – общий к. п. д. насосной установки (находят для выбранной марки насоса при заданной подаче по графикам в приложении Л).

В данном примере из графической характеристики выбранного насоса 3К-6 (см. приложение Л) при заданной подаче 60 м³/ч находим:

Тогда мощность, потребляемая насосом:

кВт

Мощность устанавливаемого двигателя N_ycm рассчитывают по формуле:

,

где  – коэффициент запаса мощности, выбираемый в зависимости от величины N по таблице из приложения Ж;

_дв – к.п.д. электродвигателя (для всех вариантов принимается _дв = 0,85).

При N = 7,25 кВт принимаем =1,2. Тогда:

На основании расчета в приложении Ж выбирается двигатель. По мощности ближайшим большим является электродвигатель АО2-52-2 с номинальной мощностью 13 кВт.

После того, как выбран насос и двигатель к нему, результаты расчета вместе с его характеристиками из приложения Л сводят в таблицу.

Таблица 2 – характеристика насоса марки 3К-6

Подача Q м3/ч	Напор Н, м	Число оборотов в минуту	Мощность на валу насоса N, кВт	Электродвигатель	К.П.Д. насоса  %	Мощность, кВт	Диаметр рабочего колеса D, м
60	29,8	2900	7,25	АО2-52-2	66	13	0,192

6. Расчет трубопровода на прочность

6.1 Определение наибольшего давления в нагнетательном патрубке насоса.

Давление в нагнетательном штуцере насоса вычисляется по формуле:

,

Па

6.2. Определение толщины стенки трубы

Толщина стенки трубопровода должна удовлетворять условию:

,

где ,

где  – коэффициент прочности сварного шва, , т.к. труба бесшовная;

С – прибавка на коррозию, мм за 10 лет (расчетный срок службы трубопровода);

– допустимое напряжение материала трубопровода, МПа

Величину С для всех вариантов выбираем 1,5 мм за 10 лет (скорость коррозии 0,15 мм/год).

Для металлов [] выбирается по справочнику [2]. Можно принять, что для чугуна [] = 35МПа, для стали [] =180 МПа. Для алюминиевых труб [] можно принять таким же, как для чугуна.

В примере:

Поскольку толщина стенки трубопровода 10 мм (см п. 1.1), а расчетное значение 2,31 мм, то условие выполняется. Трубопровод обладает достаточной прочностью.

7. Расчет необходимой толщины теплоизоляции

В соответствии с требованиями безопасности температура наружной поверхности теплоизоляции трубопровода в закрытом помещении не должна превышать 35…45 ^оС. Принимаем температуру наружной поверхности изоляции t_ст = 40 ^оC.

Принимаем температуру окружающего воздуха t_в = 20 ^оC и определим суммарный коэффициент теплоотдачи в окружающую среду лучеиспусканием и конвекцией по уравнению:

,

где  – суммарный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием и конвекцией, Вт/(м²·К);

– разность температур поверхности аппарата и окружающего воздуха, К.

Удельный тепловой поток:

Принимая приближенно, что все термическое сопротивление сосредоточено в слое изоляции, можно написать:

, ]

где  – теплопроводность изоляции.

В качестве теплоизолятора применяем асбест, (см. приложение И).

Тогда расчетная толщина слоя теплоизоляции составит:

м