Добавил:

TrippleA t.me Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет пищевых и химический технологий

Предмет:

Механика жидкостей и газов

Файл:

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА МУ к выполнению РГЗ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

30.04.2023

Размер:

5.65 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 159 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

насос типа К 8/18. Напорная характеристика этого насоса определяется
некоторыми точками, взятыми из таблицы И.1.
	НП
м вод. ст.
	30
	28
напор	24						М
							М
	20
Потребный	20
	16								7
	16
	12								6
								5НП1+2 = f (VC )
								5НП1+2 = f (VC )
	8						4	Нп3=f(VC)
	8					3		Нп3=f(VC)
						3
	4		1		2
	4		1						HBC=f(VC)
									HBC=f(VC)
	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
					Производительность, Vc·103, м3/c
Рисунок 5.11– График потребного напора для всей трубопроводной
сети
Таблица 5.6 – Напорная характеристика центробежного насоса К8/18

Подача , Q, л/с	1,6	3,0	3,9	2,2	0,0
Напор,Н,м вод.ст.	20,3	17,4	14,0	19,0	18,5

Данная главная характеристика насоса соответствует частоте вращения рабочего колеса насоса равной 2900 об/мин и диаметру колеса 128 мм. По данным таблицы Ж.1 номинальная подача насоса составляет 2,2 л/с и развиваемый напор 19 м вод.ст. При этом допускаемый кавитационный запас составляет 4 м вод.ст., а потребляемая мощность электродвигателя достигает

0,8 кВт.

Для определения положения рабочей точки насоса совместим его главную характеристику(данные таблицы 5.6 и рисунка К.1) с графиком потребного напора для трубопровода, рисунок 5.4. Точка пересечения двух линий (точка М) будет являться рабочей точкой насоса. В рабочей точке насос будет иметь производительность 1,5·10–3 м3/с и развиваемый напор 20 м вод.ст. при частоте вращения рабочего колеса 2900 об/мин.

5.4 Расчет эксплуатационных характеристик насоса

Т.к. в рабочей точке насоса его производительность отличается от требуемой (номинальной), то осуществим ее изменение (регулирование), используя законы пропорциональности (4.10) для центробежных машин. По первому закону пропорциональности

Vc1	=	n1	,	(5.20)
		n
V
c2	2

где VC1=VP –производительность насоса в его рабочей точке при частоте вращения рабочего колеса n1=2900 об/мин.

Из соотношения (5.20) находим требуемую частоту вращения рабочего колеса:

n	= n	V	= 2900	1,33 10−3				(5.21)
n	= n	C2	= 2900	1,5 10−3			=2570 об/мин	(5.21)
2	1 V			1,5 10−3
		C1
При измененной частоте вращения рабочего колеса напор развиваемый
насосом по второму закону пропорциональности составит:
H2 = H1		n	2		2570	2		(5.22)
H2 = H1		2	=19,5		2900		=15,31 м вод.ст.	(5.22)
		n1			2900

Его потребляемая электрическая мощность также снизится и ее величина определится из третьего закона пропорциональности и составит:

	Ne2 = Ne1		n			3	= 0,8		2570	3					(5.23)
	Ne2 = Ne1		2				= 0,8		2900	=0,56 кВт					(5.23)
			n1						2900
При этом	допускаемый						кавитационный				запас			по уравнению
С.С.Руднева (4.7) составит:						4
						4							4
												−3	3
∆Нкр				Q			=10	2570		1,33	10	−3	3	=0,43 м	(5.24)
∆Нкр	=10 n			Q	3		=10	2570		1,33	10			=0,43 м	(5.24)
кав		C							1000
		C							1000

Для случая работы насоса с оптимальной подачей определим его

полезную мощность и КПД.
	N	Ã	= ρgH	V =997·9,81·15,31·1,33·10–3=199 Вт		(5.25)
		Ã		Ï C
			η = NÃ Ne =0,199/0,56=0,355			(5.26)
Эксплуатационные показатели выбранного центробежного насоса в его
рабочей точке заносим в таблицу 5.7.
Таблица 5.7 – Эксплуатационные показатели насоса К 8/18
	Технические показатели				Величина
	Производительность, VC·103, м3/с				1,33
	Развиваемый напор, НП, м вод.ст.				15,31
	Частота вращения рабочего колеса,				2570
	n,об/мин				2570
	n,об/мин
	Мощность насоса , кВт
	–полезная (гидравлическая)				0,199
	–электрическая				0,56
	Кавитационный запас, ∆Í êàâêð , м вод.ст.				0,43
	КПД				0,355

6 РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задание 1. Произвести гидравлический расчет насосной установки для подачи холодильного агента (жидкого аммиака), построив при этом ее напорную характеристику и подобрав насос.

Местные сопротивления указаны на приведенной на рисунке 6.1 схеме. Номинальный расход аммиака составляет Vc , м3/с. Общая длина трубопровода L, м, а высота подъема составляет hг , м. Для выбранного насоса определите его эксплуатационные показатели: частоту вращения рабочего колеса при номинальной подаче, мощность гидравлическую и электрическую, КПД насосной установки а также величину предельного кавитационного запаса.

Указание. Расчет необходимо начать с определения гидравлического сопротивления батарей охлаждения Б. Схема батареи приведена на рисунке

								6.1а. Батарея содержит N, шт. секций с длиною
							R/d l, м каждая.
								Рисунок 6.1а – Схема секции воздушной



								батареи.
					l			батареи.
Таблица 6.1 – Исходные данные к заданию 1
	Величина и ее									Вариант задания
	размерность					0		1	2	3	4	5	6	7	8	9
				L, м		20		15	25	30	35	50	60	70	80	100
			hг, м			2		2,5	3	3,5	3	2,5	2	4	4,2	3,6
		V×103, м3/с				0,16		0,18	0,2	0,18	0,12	0,22	0,12	0,02	0,34	0,3
			N, шт			3		4	2	5	1	3	5	4	2	3
				l, м		2		3	2,5	1,5	3,5	2	2,5	3	6	6
				R/d		2		4	6	8	10	9	7	5	8	9

Задание 2. Для подачи водного раствора хлорида кальция (CaCl2) с массовой концентрацией Х, % масс. от бака испарителя открытого типа 1 к приборам охлаждения 4 используется гидравлическая линия, схема которой представлена на рисунке 6.2. Постройте напорную характеристику линии и подберите насос, если номинальный объем циркулирующего раствора составляет V, м3/с, суммарная длина линии L, м, а высота подъема h, м. Для выбранного насоса определите его эксплуатационные показатели: частоту вращения рабочего колеса при номинальной подаче мощность гидравлическую и электрическую, КПД насосной установки а также величину предельного кавитационного запаса.

Количество и виды местных сопротивлений взять из предлагаемой схемы. Схема батареи охлаждения 4 приведена на рисунке 6.1а. Батарея содержит N, шт. секций с длиною l, м каждая.

					V-61
V-42
					V-58	V-60
					V-58
	V-46	V-45				V-57
						V-57
V-40					V-55
V-40
		Б				V-54
		hГ			4
			h
		V-44				V-52
						V-53
		V-43		V-63		V-51
				V-63
	НЦ
	НЦ					V-49
						V-49
						V-64
ФС	41		2	1	5	3

	Рисунок 6.1– Схема к заданию 1:					Рисунок 6.2– Схема к заданию 2:
НЦ–насос центробежный;V–запорно–						1–бак испарителя; 2– охлаждаемый
регулирующая арматура ; Б – батарея						змеевик;		3– насос центробежный;
охлаждения; ФС –фильтр					4– батарея охлаждения; 5 –фильтр
	Таблица6.2 – Исходные данные к заданию 2
	Величина и ее				Вариант задания
	размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Х, % масс.	29,9	28,5	27,5	25,7	23,8	20,9	18,9	14,7	9,4	29,4
	V×103, м3/с	0,58	0,6	0,61	0,62	0,52	0,53	0,51	0,49	0,67	0,71
	L, м	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140
	h, м	2	2,5	3	3,6	3,5	4,2	4,5	4,6	4,8	5
	N, шт	3	4	2	5	1	3	5	4	2	3
	l, м	2	3	2,5	1,5	3,5	2	2,5	3	6	6
	R/d	2	4	6	8	10	9	7	5	8	9

Задание 3. Определить гидравлическое сопротивление двухтрубной линии с охлаждающими приборами закрытого типа 4 и кожухотрубным испарителем И (рисунок 6.3), по которой 67 % водный раствор этиленгликоля центробежным насосом НЦ направляется в подающий коллектор ПК. Пройдя приборы охлаждения, он поступает в обратный коллектор ОК и затем поступает в компенсационный трубопровод.

Производительность насоса V, максимальная протяженность линии L. Виды и количество местных сопротивлений указаны на схеме. Сопротивление испарителя ∆Р. Для выбранного насоса определите его эксплуатационные показатели: частоту вращения рабочего колеса при номинальной подаче, мощность гидравлическую и электрическую, КПД насосной установки, а также величину предельного кавитационного запаса.

Указание. Расчет необходимо начать с определения гидравлического сопротивления батарей воздушного охлаждения 4. Схема батареи приведена на рисунке 6.1а. Батарея содержит N, шт. секций с длиною l,м каждая.

Таблица 6.3 – Исходные данные к заданию 3

Величина и ее				Вариант задания
размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
V×103, м3/с	2	2,2	2,4	2,3	2,55	2,3	2,5	2,11	2,15	2,27
L, м	80	80	100	120	110	105	95	85	115	110
∆Р, кПа	120	130	140	125	135	145	150	155	160	165
N, шт	3	4	2	5	1	3	5	4	2	3
l, м	2	3	2,5	1,5	3,5	2	2,5	3	6	6
R/d	2	4	6	8	10	9	7	5	8	9

								3
	5	3		4		5				4
						5				4
									V-66
									V-71	V-72
									V-71
									V-69	V-65
									V-69
		V-43	V-44							V-68
			ПК							V-68
			ПК
	V-45	V-46
		ОК	V-34	V-29		V-31			V-48	V-58	V-49
					V-28					V-55
										V-55
			V-33		V-26	И					И
					V-26				V-50	V-53
					V-27	V-32				V-53
										V-54	V-57


	V-21	V-19					V-62	V	V-54
			НЦ					V	НЦ
		V-18	НЦ						НЦ
V-47	V-20	V-18				V-59	V-61		V-64
V-47	V-20					V-59	V-61		V-64

Рисунок 6.3 – Схема к заданию 3: Рисунок 6.4 – Схема к заданию 4:

НЦ –насос центробежный; И –	НЦ – насос центробежный; И –
испаритель; 3 –бак расширительный;	испаритель 3 –бак расширительный;
4 –батарея охлаждения; 5- перелив	4 –батарея охлаждения; 5-перелив

Задание 4 Для подачи водного раствора пропиленгликоля с концентрацией 15 % масс. к охлаждающим батареям 4 используется трехтрубная схема с насосом НЦ (рисунок 6.4). Полагая, что максимальная

длина подающей линии от коллектора I до компенсационного коллектора III

– L, м а минимальная – l, м в системе циркулирует V, м3/с водного раствора, а каждая батарея 4 выполнена из труб наружным диаметром d, мм с толщиной стенки δ, мм с радиусом изгиба колена R = 2d. Рассчитайте размер труб для подающей линии и постройте напорную характеристику трубопровода максимальной длины. Количество и виды местных сопротивлений взять из предлагаемой схемы.

Для выбранного насоса определите его эксплуатационные показатели: частоту вращения рабочего колеса при номинальной подаче, мощность гидравлическую и электрическую, КПД насосной установки, а также величину предельного кавитационного запаса.

Таблица 6.4 – Исходные данные к заданию 4

Величина и ее				Вариант задания
размерность
размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
V×103, м3/с	0,15	0,2	0,22	0,18	0,25	0,35	0,62	0,7	0,28	0,42
L, м	100	110	150	160	170	180	200	210	220	250
l, м	60	80	90	70	90	80	110	100	115	120
d×δ, мм		20×2,5			25×2,5			32×3,0

Задание 5. Для оттаивания рассольных батарей воздухоохладителя Б используется водный раствор (15 % масс. СаСl2) при температуре 50 °С, подогреваемый в пластинчатом аппарате П–1. С площадью теплопередающей поверхности F, м2. Для циркуляции раствора используется гидравлическая схема, приведенная на рисунке 6.5. Подберите циркуляционный насос НЦ, постройте напорную характеристику сети, определив при этом рабочую точку насоса. Исходные данные: подача насоса V, м3/с длина линий l1, l2 , и l3, м высота подъема жидкости h, м. Количество и виды местных сопротивлений взять из предлагаемой схемы. Воздухоохладительные батареи имеют компоновку, приведенную на схеме, а длина элемента составляет lЭ, м.

Указание. Предварительно необходимо выполнить расчет гидравлического сопротивления подогревателя П – 1, воспользовавшись данными приложения Г.7.

Б-2			Б-1		Рисунок 6.5		–	Схема к
			Б-1		заданию 5:
		V-80	V-81		заданию 5:
V-77	V-78	V-80	V-81		Е–8 –	емкость		теплого
				h	Е–8 –	емкость		теплого
	l2	V-79	l3	h	рассола;	КО	–	клапан
					обратный;	НЦ	–	насос
	l1				центробежный;			П–1–
			П-1		пластинчатый	подогреватель;
			V-76		пластинчатый	подогреватель;
	КО		V-76		Б–1,2–батареи
ЕВ	КО				Б–1,2–батареи
ЕВ			НЦ		воздухоохладителя.
	V-75	V-74	НЦ
E-8	V-75	V-74
E-8
Таблица 6.5 – Исходные данные к заданию 5

Величина и ее				Вариант задания
размерность
размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
V×103, м3/с	1,6	1,8	2	1,3	1,5	1,4	1,2	0,8	0,6	0,4
l1, м	30	35	40	45	50	55	60	70	80	90
l2, м	10	20	15	20	30	35	25	15	10	20
l3,м	11	14	13	16	18	20	25	22	28	30
h, м	3,5	3,8	4,2	5,1	2,9	2,15	2,95	3,3	4,25	3,05
lЭ, м	1,5	2,0	2,5	3,0	3,0	2,0	2,5	1,5	2,0	3,0
F, м2	12,5	16,0	20,0	25,0	31,5	40,0	50,0	63,0	20,0	12,05

Задание 6. Вода из бассейна Б забирается насосом и подается в маслоохладитель винтового компрессорного агрегата Д (рисунок 6.6) с гидравлическим сопротивлением р. На всасывающей линии насоса установлен фильтр Ф и обратный клапан КО, остальные виды местных сопротивлений и их количество взять из предлагаемой схемы. Вода при температуре 25 ˚С в количестве V, л/с подается по трубопроводу из стальных труб.

Произвести гидравлический расчет линии и для выбранного насоса определите его эксплуатационные показатели: частоту вращения рабочего колеса при номинальной подаче, мощность гидравлическую и электрическую, КПД насосной установки, а также величину предельного кавитационного запаса.

Указание. Предварительно необходимо выполнить расчет гидравлического сопротивления маслоохладителя Д, воспользовавшись данными приложения Г.8.

Рисунок 6.6 – Схема к заданию 6						Рисунок 6.7 – Схема к заданию 7
Таблица 6.5 – Исходные данные к заданию 6
Величина и ее					Вариант задания
размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
V, л/с	2,2	5,5	5,5	12,5	12,5	25	25	5,5	2,2	12,5
dу, мм	32	32	40	70	80	90	125	50	40	90
Материал	сталь	медь	сталь	сталь	медь	сталь	медь	медь	сталь	сталь
М	Ст3	медь	нерж.	Ст3	медь	нерж.	медь	медь	Ст3	нерж.
h1/h2, м	2/15	3/20	4/17	5/22	2/25	3/15	4/17	2/20	3/22	4/25
l1/l2, м	5/20	4/25	3/30	2/35	1/27	1/20	2/21	3/22	4/23	5/20
l3/l4, м	12/1	14/2	16/2,5	18/20	20/1,5	22/1	24/2,5	26/2	28/1,5	30/1
l5, м	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Задание 7 Вода при температуре 22 ˚С забирается из открытого водоема (рисунок 6.7) и подается насосом в водонапорную башню на высоту Н, м в количестве V, м3/ч. Всасывающая линия имеет длину LВ, м и на ней установлен фильтр Ф, клапан обратный КО, задвижка З остальные виды местных сопротивлений и их количество на линии нагнетания взять из предлагаемой схемы. Трубы имеют шероховатость стенки , мм.

Таблица 6.7 – Исходные данные к заданию 7

Величина и ее				Вариант задания
размерность	0	1	2	3		4	5	6	7	8	9
Н, м	8	10	12	14		16	18	20	10	12	24
					87

	Продолжение таблицы 6.7
V, м3/ч		10		12	15	20	15	12	10	8	25	30
LВ, м		4		6	8	10	12	14	16	18	19	6
h1/h2, м			4/2	5/2	6/2	3/2	4/3	4/4	5/3	6/4	6/3	5/4
l1/l2, м			30/	100/	150/	180/10	40/20	20/300	80/50	50/80	50/	20/
l1/l2, м			150	180	30	180/10	40/20	20/300	80/50	50/80	100	500
l3,	м		60	70	80	90	100	130	100	120	160	180
,	мм		0,4	0,5	0,45	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85

Задание 8. Для приготовления водного раствора поваренной соли вода центробежным насосом забирается из емкости ЕВ и, проходя через подогреватели П1 и П2, поступает в аппарат с мешалкой АМ (рисунок 6.8). Гидравлическое сопротивление подогревателей соответственно р1 и р2. Средняя температура раствора после подогревателей t, oC. Трубопровод выполнен из стальных нержавеющих труб. Производительность установки составляет G, т/ч рассола. Количество и виды местных сопротивлений взять из предлагаемой схемы.

Таблица 6.8 – Исходные данные к заданию 8

Величина и				Вариант задания
ее	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
размерность
∆р1/ ∆р2, кПа	18/35	15/27	14/32	18/30	14/32	15/28	10/20	12/32	14/28	19/21
t, oC	80	90	70	60	50	40	80	90	60	50
G, т/ч	2,5	3,0	4,5	5,0	6,0	7,0	7,5	8,5	9,0	1,0
l1/l2, м	1/4	2/4	2/2	3/3	1/4	2/4	1/2	1/3	2/3	2/4
l3/l4, м	8/6	10/12	9/15	6/10	10/12	8/10	11/15	12/14	8/12	10/6
l5, м	15	20	18	17	25	5	6	8	40	45
h1/h2, м	1,1/1,1	1,0/2,00,8/1,0		1,1/1,11,0/1,5		1,5/1,5	1,2/1,61,0/1,6		1,1/1,51,0/2,0
h3, м	4	2	3	3	2	4,2	3,6	3,8	2,4	2,8

Задание 9. Для пастеризации пива используется установка, схема которой представлена на рисунке 6.9. Пиво при температуре t, oC из танка Т центробежным насосом НЦ через секцию регенерации СР поступает в секцию пастеризации СП с гидравлическим сопротивлением рп и далее в выдерживатель – теплообменник типа «труба в трубе». Пройдя выдерживатель пиво вновь направляется в секцию регенерации СР с сопротивлением Рр. Производительность установки составляет V, л/мин.

Трубопровод выполнен из стальных нержавеющих труб с абсолютной шероховатостью стенок Δ, мм. Выдерживатель выполнен из труб того же диаметра что и трубопровод и имеет длину секции Lc,м а их число n шт. Количество и виды местных сопротивлений взять из предлагаемой схемы.

l4			l5
В-5		В-6	В-7
h3	П-2
	l3		АМ
	l3	В-4	h2
		В-4
	l1		П-1
	l1		h1
			h1
	КО	В-3	l2
ЕВ	КО	НЦ
ЕВ
	В-1
	В-1	В-2
	ФС

		l4	lC	l5
		B-5	В
			В
	h3		B-6
	h3
			СП	СР	B-7	h2
			СП	СР
		l3	B-4	B-8
		l3	B-4	B-3		h1
				B-3

			B-2
		Q	НЦ
			НЦ
Т	В-1	l1	l2

Рисунок 6.8 – Схема к заданию 8					Рисунок 6.9 – Схема к заданию 9
Таблица 6.9 – Исходные данные к заданию 9
Величина и ее				Вариант задания
размерность	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
∆, мм	0,25	0,2	0,15	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,6	0,3
t, oC	60	70	80	90	60	70	80	90	80	70
V, л/мин	70	150	140	130	120	110	100	90	80	70
∆рп, МПа	0,5	0,6	0,7	0,8	0,4	0,45	0,55	0,65	0,75	0,5
∆рр, МПа	0,6	0,45	0,5	0,4	0,6	0,7	0,8	0,5	0,6	0,5
n, шт	5	8	10	6	5	10	8	4	6	4
l1/l2, м	0,8/2	1,2/2,5	1,0/2,0	1,5/3,0	1,5/2,5	1,0/2,0	1,2/2,5	0,8/1,5	1,2/2,0	0,8/2
l3/l4, м	2/6	3/8	4/5	4/6	2/4	2/5	6/3	3/8	2/5	2/3
Lс/l6, м	1,0/12	1,2/14	1,4/16	1,4/20	1,6/24	2,0/18	2,2/20	1,5/8	1,8/16	1,4/4
h1/h2, м	0,6/0,8	0,4/1,2	0,5/0,7	0,4/1,2	0,6/1,5	0,3/2,0	0,4/0,7	0,6/0,8	0,8/1,5	0,8/1,2
h3, м	0,8	0,6	0,6	0,8	0,9	1,2	0,6	0,5	0,8	0,6
					89

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 159 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Механика жидкостей и газов

#
30.04.20235.65 Mб75МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА МУ к выполнению РГЗ.pdf
#
09.01.20235.7 Mб122МЖиГ шпоры.docx