Теоретическая часть Всасывающая линия насоса

В большинстве практических случаев жидкость поступает в насос из резервуара, расположенного ниже оси установки насоса

Рис. 1 – Схема всасывающей линии насоса

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0, преобразуем его в соответствии с данной задачей и определим давление на входе в насос

Вакуумметрическая высота

Высота всасывания насоса

Высота всасывания всегда меньше вакуумметрической высоты, так как часть вакуума расходуется на создание скоростного напора, а также на преодоление потерь. Для надежности работы насосов вакуумметрическую высоту принимают меньше 6-7м, так как при низких давлениях вода переходит в парообразное состояние, что приводит к разрыву столба жидкости на всасывающей линии.

Простые трубопроводы

Простым трубопроводом называется трубопровод, который состоит из последовательно соединенных участков одного или разных диаметров,

содержащий различного вида местные сопротивления, имеющий повороты под произвольным углом и в любой плоскости. Для расчета стационарного течения жидкости в простых трубопроводах используют уравнение Бернулли. Уравнение Бернулли имеет вид.

(

Где v₁ и v₂ – средние скорости жидкости в начальном и конечном сечениях трубопровода, а суммарные потери напора h_1-2 определяется формулой

Где n – число участков прямых труб различного диаметра; m – число местных сопротивлений в составе трубопровода; v_i – cскорость жидкости на соответствующих участках; ξ_i – коэффициенты местных сопротивлений

1. Последовательное соединение.

Последовательным называют сложный трубопровод, в котором жидкость течёт по последовательно соединённым простым трубопроводам разного диаметра. При этом трубы могут быть как одного, так и разных диаметров (Рис. 2).

Рис. 2

При последовательном соединении трубопровода расход Q по всей его длине одинаков, потери напора равны сумме потерь на отдельных участках трубопровода:

где n - количество участков трубопровода.

Такие трубопроводы удобнее всего рассчитывать, пользуясь гидравлической характеристикой трубопровода (рис. 3). Сложный трубопровод разбивают на ряд простых трубопроводов, для каждого простого трубопровода в одной системе координат строят свою гидравлическую характеристику. Так как расход для всех простых трубопроводов одинаков, а потери напора суммируются, производят сложение характеристик трубопроводов по оси ординат. Полученная в результате сложения графическая характеристика является характеристикой всего сложного трубопровода, состоящего из нескольких простых трубопроводов.

Рис. 3

2. Параллельное соединение.

Параллельным называют сложный трубопровод, имеющий в начале общую точку разветвления, в конце общую точку соединения (рис. 4).

Рис. 4. Схема параллельного соединения простых трубопроводов

 

В таком трубопроводе расходы жидкости Q₁, Q₂, Q₃ … Q_n распределяются таким образом, что гидравлические потери во всех параллельных линиях одинаковы:

 

где Q - расход в точке разветвления и в точке соединения;

n - количество разветвлений.

Для построения общей гидравлической характеристики сложного трубопровода в одной системе координат строят характеристики для каждого простого трубопровода. Так как потери напора в трубопроводах равны, а суммируются расходы, сложение производят по оси абсцисс (рис. 6.7).

3. 

Потери напора в трубах вычисляют по формуле

, где λ- коэффициент гидравлического сопротивления, l- длина участка трубопровода, d- диаметр трубопровода, -средняя скорость течения жидкости.

В общем случае λ является функцией числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенок трубы Δ/d. Здесь Δ – абсолютная шероховатость.

В общем виде . Численно λ определяется в зависимости от области сопротивления. Рассмотрим наиболее употребительные из них.

Ламинарный режим течения:

Турбулентный режим течения, область гидравлически гладких труб:

Область смешанного трения:

Область квадратичного трения:

Re- число Рейнольдса, - средняя скорость течения жидкости (м/с), d- диаметр трубопровода (м), - кинематическая вязкость жидкости (м²/с), -объемный расход жидкости (м³/с), -потери напора (м), - коэффициент гидравлического сопротивления, -длина трубопровода (м), =9.8м/с².

Расчетная часть

Таблица 1. Исходные данные

L, м	250
H, м	5
D, мм	200
ξз	0.5
ξф*	9
ξкол	0.25
T, Со	25
ρ, кг/м3	715
Вид жидкости	бензин
Q, м3/с	0.2
Атмосферное давление,Па	98000
Рн.п., Па	800
ν, м2/с	0.0000051
g м/с2	9.81
Δ, м	0.00001

Давление насыщенных паров, вязкость бензина при 25^оС и шероховатость труб были определены в приложении.