Основная часть

1. Определение подачи, напора и мощности, потребляемой насосом при перекачке воды

Согласно методическим указаниям, потребный напор насоса определяется формулой (1.1):

	(1.1)
где ​ – потребный напор, м; ​ – геодезическая высота подъема, м; λ – коэффициент гидравлического трения; l – длина трубопровода, м; d – диаметр трубопровода, м; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; Q – объемная подача жидкости, м³/с; g=9,81 – ускорение свободного падения, м/с².

Подставив известные по варианту данные, получим следующее выражение (1.2):

(1.2)

Для построения характеристики сети зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения потребного напора. Характеристика представлена на рисунке 1. Результаты расчетов приведены в таблице А.1 Приложения А.

Рисунок 1 – Характеристика сети

Согласно методическим указаниям, для центробежных насосов с плавно падающей напорной характеристикой зависимость напора от подачи на воде описывается уравнением параболы (1.3):

	(1.3)
где ​ – напор насоса при перекачке воды, м; ​ – эмпирический коэффициент, равный напору при нулевой подаче (режим закрытой задвижки), м; – эмпирический коэффициент, характеризующий крутизну падения напорной характеристики, ч²/м⁵; Q – подача насоса, м³/ч.

Эмпирические коэффициенты для расчета характеристики подпорных насосов приведены в таблице А.2 Приложения А.

Для построения характеристики насоса зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения напора. Характеристика представлена на рисунке 2. Результаты расчетов приведены в таблице А.3 Приложения А.

Рисунок 2 – Характеристика насоса при перекачке воды

Рабочая точка насоса определяется пересечением характеристики насоса и характеристики сети. Для ее нахождения приравняем правые части уравнений (1.2) и (1.3).

		(1.4)

Подставляем найденное Q в уравнение характеристики насоса (1.2):

(1.5)

Выполним проверку по характеристике сети:

(1.6)

Полезная мощность насоса определяется по формуле (1.7):

	(1.7)
Где – полезная мощность, Вт; ρ – плотность жидкости, кг/м³; g – ускорение свободного падения; Q – подача, м³/с; H – напор, м.

Плотность воды принята 1000 кг/м³.

Согласно методическим указаниям, КПД насоса аппроксимируется квадратичной зависимостью (1.8):

	(1.8)
Где ​ – КПД насоса; Q – подача, м³/ч; , , – эмпирические коэффициенты.

Тогда потребляемая мощность равна (1.9):

(1.9)

2. Определение подачи, напора и мощности, потребляемой насосом при параллельном включении двух одинаковых насосов;

Согласно методическим указаниям, при параллельной работе двух насосов их подача складывается, а напоры равны.

Для однотипных насосов с одним и тем же диаметром рабочего колеса имеем (2.1):

	(2.1)
Где – число параллельно соединенных насосов.

Для построения характеристики параллельных насосов зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения напора. Характеристика представлена на рисунке 3. Результаты расчетов приведены в таблице Б.1 Приложения Б.

Рисунок 3 – Напорная характеристика двух насосов, работающих параллельно

Точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой сети является рабочей. Приравняем (2.1) и (1.2):

		(2.2)

Напор равен (2.3):

(2.3)

Полезная мощность одного насоса (2.4):

(2.4)

КПД при подаче (2.5):

(2.5)

Потребляемая мощность одного насоса равна (2.6):

(2.6)

Суммарная мощность (2.7):

(2.7)