Раздел 6. Выбор центробежного насоса,

проверка его работы на сеть

Задача 51

Для поддержания постоянного уровня в резервуаре Н_г вода из берегового колодца перекачивается центробежным насосом (рис. 6.1). Всасывающий трубопровод имеет длину l_вс и диаметр d_вс. Длина напорного трубопровода l_н, диаметр d_н. Коэффициенты сопротивления трения всасывающего трубопровода λ₁ = 0,025, нагнетательного λ₂ = 0,03. Суммарные коэффициенты местных сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах соответственно равны ξ_вс = 8, ξ_н= 12.

Требуется:

1. Произвести выбор центробежного насоса, обеспечивающего откачку воды Q. Построить его рабочие характеристики H = f (Q), η = f (Q).

2. Построить характеристику трубопровода Н_тр = f (Q ) и определить рабочую точку насоса.

3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н, соответствующих рабочей точке насоса. Коэффициент полезного действия насоса определить по характеристике η = f (Q).

4. Определить, как изменятся напор и мощность насоса, если подачу воды задвижкой увеличить на 15%.

Дано: Q = 10 л/с, Н_г = 20 м, l_вс = 13 м, d_вс = 130 мм, l_н = 20 м, d_н = 100 мм.

Задача 52

Для орошения полей вода из реки подается с помощью центробежного насоса. Геодезическая высота подъема воды H_г. Всасывающий трубопровод имеет диаметр d_вс, длину l_вс; нагнетательный трубопровод - l_н, d_н. Трубы чугунные, бывшие в эксплуатации (рис. 6.2). Температура воды - t°C. Местные потери h_м во всасывающем трубопроводе принять равными 100% от потерь по длине h₁, а местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь.

Требуется:

1. Подобрать центробежный насос, если объемный расход воды Q.

2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.

3. Определить мощность на валу насоса для объемного расхода Q и напора Н, соответствующих рабочей точке. КПД для расчета найти по характеристике центробежного насоса.

4. Определить, как изменится мощность на валу насоса, если подачу воды уменьшить на 15%.

Дано: Q = 35 л/с, Н_г = 16 м, l_вс = 12 м, d_вс = 150 мм, l_н = 200 м, d_н = 130 мм, t° = 20°C.

Задача 53

Для обогрева ремонтных мастерских используется котельная, вода для нагрева в которую подается центробежным насосом из подземного источника (рис. 6.3). Температура воды - t° C. Геометрическая высота подъема воды - Н_г. Подача - Q. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют диаметры длины соответственно d_вс и d_н. Трубы стальные.

Требуется:

1. Подобрать насос. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q) и характеристику трубопровода H_тр = f (Q). Местными гидравлическими потерями в нагнетательном трубопроводе пренебречь, во всасывающем трубопроводе принять равным 100% от потерь по длине.

2. Определить напор и подачу насоса по рабочей точке при его работе на трубопровод, найти мощность на валу насоса.

3. Определить, как изменятся напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 10%.

Дано: Q = 5 л/с, Н_г = 6,7 м, l_вс = 10 м, d_вс = 60 мм, l_н = 42 м, d_н = 50 мм, t° = 6°C.

Задача 54

Подача питательного раствора из резервуара к стеллажу гидропонной теплицы осуществляется насосом. Длина трубопровода от резервуара до насоса l_вс, диаметр d_вс; длина и диаметр трубопровода от насоса до стеллажа - l_н, d_н. Трубы стальные, бывшие в употреблении. Температура питательного раствора - t°C (рис. 6.4).

Требуется:

1. Определить подачу насоса Q_н, если объем питательного раствора, подаваемого в стеллаж, W=50 м³, а время подачи Т =15 мин.

2. Определить напор насоса Н, необходимый для подачи питательного раствора в секцию, если геометрическая высота подачи раствора - Н_г, а коэффициенты местных сопротивлений следующие: входа из резервуара в трубу ξ_вх = 0,5; выхода из трубы в поддон секции ξ_вых = 1,8; поворота трубы ξ_пов = 0,5.

3. Произвести выбор центробежного насоса, начертить его рабочие характеристики H = f (Q), η = f (Q), построить характеристику подачи раствора H_тр = f (Q). Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.

4. Определить мощность на валу насоса, приняв удельный вес раствора γ, равный удельному весу воды.

Дано: Н_г = 14 м, l_вс = 30 м, d_вс = 250 мм, l_н = 120 м, d_н = 200 мм, t° = 25°C.

Задача 55

Центробежный насос перекачивает воду из открытого резервуара А в закрытый цилиндрический резервуар В водонапорной башни, где поддерживается постоянный уровень (рис. 6.5). Геодезическая высота подъема воды Н_г. Давление на свободной поверхности в баке p_о= 0,147 МПа. Трубы всасывания и нагнетания имеют длину соответственно l_вс и l_н, диаметр d_вс = d_н. Коэффициент гидравлического трения λ принять равным 0,03. Местными потерями напора в нагнетательном трубопроводе пренебречь. Суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ξ_вс = 6.

Требуется:

1. Подобрать насос, который обеспечит подачу воды Q. Построить рабочие характеристики насоса H = f (Q), η = f (Q).

2. Построить характеристику трубопровода H_тр = f (Q). Найти рабочую точку при работе насоса на сеть.

3. Найти потребную мощность насоса для пропуска заданного объемного расхода.

4. Определить подаваемый объемный расход при параллельной работе двух одинаковых насосов на общий трубопровод с теми же данными. Начертить схему подключения насосов.

Дано: Q = 20 л/с, Н_г = 15,6 м, l_вс = 8 м, d_вс = 200 мм, l_н = 400 м, d_н = 200 мм.

Задача 56

Для подкормки растений питательный раствор из резервуара А перекачивается центробежным насосом по трубопроводу в стеллаж В. С целью перемешивания раствора в резервуаре А нагнетательный трубопровод в узле С имеет ответвление, по которому часть раствора отводится обратно в резервуар А через перфорированный трубопровод (рис. 6.6).

Подача раствора в стеллаж В составляет Q. Трубопровод всасывания имеет длину l_вс, диаметр d_вс. Нагнетательный трубопровод имеет длину до точки С - l_вс = l_вс, от т. С до стеллажа В и от т. С до резервуара А – l_св = l_са = 2l_вс, диаметр d_н Геометрическая высота подъема раствора Н_г. Коэффициент сопротивления трения в трубах ξ = 0,025; суммарный коэффициент местных сопротивлений всасывающей линии ξ_вс = 4. Местными потерями в линиях нагнетания пренебречь.

Требуется:

1. Подобрать насос. Начертить рабочие характеристики H = f (Q), η = f (Q).

2. Определить рабочую точку при работе насоса на сеть.

3. Определить мощность насоса N_н. Удельный вес раствора принять равным удельному весу воды.

4. Определить, как изменится напор и мощность насоса, если подачу воды увеличить на 20%. Как (последовательно или параллельно) надо подключить второй насос с целью увеличения расхода при их работе на один трубопровод?

Дано: Q = 15 л/с, Н_г = 17 м, l_вс = 6 м, d_вс = 150 мм, l_н = 12 м, d_н = 125 мм.