2.2. Определение диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов насосной станции

Для дальнейшего рассмотрения методики выбо­ра насоса зададим следующие числовые исходные данные из табл. 1 (вариант 52):

Q = 35,28 м³/ч;

Н_Г = 20 м;

= 13 м;

= 20 м;

V_ВС = 0,8 м/с;

V_Н = 1,0 м/с;

;

.

Из формулы неразрывности потока жидкости:

, (12)

где Q – подача;

V – скорость;

- площадь живого сечения трубопровода.

Так как площадь сечения трубопровода определяется по формуле (для круглых труб):

, (13)

то диаметр трубопровода получается равен:

(14)

Для всасывающего трубопровода диаметр составляет:

для нагнетательного трубопровода диаметр составляет

,

где было использовано Q = 35,28 м³/ч ( м³/с).

2.3. Уточнение диаметра труб и скорости движения воды

Полученные диаметры трубопроводов d_ВС = 125 мм и d_Н = 111 мм уточняем по ГОСТ 10704-75. Принимаем d_ВС = 130 мм и d_Н = 114 мм.

Уточняем скорость движения воды во всасывающем трубопроводе с d_ВС = 130 мм и нагнетательном трубопро­воде d_Н = 114 мм по формуле:

(15)

- во всасывающем трубопроводе скорость движения воды:

,

- в нагнетательном трубопроводе скорость движения воды:

.

2.4. Определение коэффициента гидравлического трения

Значение коэффициента гидравлического трения при движении воды во всасывающем и нагнетательном трубо­проводах определяется по эмпирическим формулам в зависи­мости от значения числа Рейнольдса R_е,

(16)

где V - средняя скорость потока воды в трубопроводе;

- коэффициент кинематической вязкости воды; по усло­вию примера м²/c (при t = 10 °С);

d - диаметр трубопровода, м.

Конкретно для трубопроводов рассматриваемого примера выражение (16) запишем в виде:

- для всасывающего трубопровода:

,

для нагнетательного трубопровода:

,

Так как R_e > 2320, то режим движения жидкости будет тур­булентный и определение коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси) производим по формуле Блазиуса, которая рекомендуется при 2320 < R_e < 10⁵ :

(17)

где R_e - число Рейнольдса.

Значение коэффициента гидравлического трения :

- для всасывающего трубопровода:

- для нагнетательного трубопровода:

2.5. Требуемый напор насоса Нтр

Требуемый напор насоса Н_тр, как указывалось выше, определяется по формуле (10):

(10)

где H_Г – геометрическая высота подъема воды (расстояние по вертикали от свободной поверхности воды в шахтном колодце до свободной поверхности водонапорной башни)

S – коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода определяется по формуле (11):

Q - подача насоса; Q = м³/с.

Численное значение величины требуемого напора насоса составляет:

3. Выбор марки насоса по q и Нтр и построение рабочей характеристики насоса

Выбранный центробежный насос должен обеспечить подачу Q = 35,28 м³/ч (9,8 л/с) и иметь напор Н не менее Н_тр , т.е. не менее 21 м.

Рассматривая характеристики насосов (см Приложение A), заключаем, что этим условиям удовлетворяет центробежный горизонтальный одноступенчатый консольный насос типа “К” 45/30 без обточки рабочего колеса.

Рис. 8. Характеристика совместной работы насоса К45/30 и трубопровода:

A – рабочая точка.

Q_р = 14,4 л/с (51,84 м³/час);

H_р = 22,6 м;

N_р = 3,6 кВт;

= 74 %.