насосы 23
.docМинистерство образования РФ.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
им. М.В. Ломоносова.
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии.
Домашнее задание на тему:
«Насосы. Вариант №16»
Работу выполнила
студентка группы С-31
Миронова И.И.
Преподаватель:
Морозов Р.В.
Москва – 2012
-
Задание:
Насос перекачивает жидкость из резервуара с давлением Рı=1,0*105 в резервуар с давлением Р₂=3,0*105 по трубе длинной 300м и диаметром 250мм. Уровень жидкости в сосудах находится на расстоянии Нг=40м. На трубе, по которой происходит перекачивание, находятся 3 n₀-отводов под углом 90° (R₀/d = 6) и 4 nв-вентилей открытых. Найти рабочую точку насоса, потребляемую им мощность и предельную геометрическую высоту всасывания, если длина всасывающей линии 1/2 и на ней сосредоточена половина всех местных значениями расходов и напоров. N= 1450 об/мин.
Таблица данных:
жидкость: вода
1,0·105 |
3,0·105 |
300 |
250 |
40 |
20 |
- |
3 |
- |
- |
4 |
Отношение для разных пар сопряжённых величин:
V, м3·103/сек |
0 |
60 |
100 |
160 |
250 |
Н, м |
80 |
90 |
90 |
85 |
70 |
-
Решение:
Для начала необходимо выписать значения плотности и вязкости для толуола при :
из [1], табл. IV, стр. 512, табл. IX, стр.517
из стр.331 п.4
Для дальнейших расчетов потребуются значения скорости движения жидкости в трубе. Его можно рассчитать по формуле:
(1)
Для определения гидравлического коэффициента вязкости , необходимо рассчитать значение коэффициента Рейнольдса по формуле:
(2)
Из нижеследующих расчетов видно, что коэффициент Рейнольдса лежит в пределах: 104<Re<107 . Таким образом, для расчета воспользуемся формулой Женеро:
(3)
Также выпишем необходимые значения местных сопротивлений:
(4)
Из [1], табл. XIII, стр.520
Расчетная формула напора, создаваемого в трубопроводе, с учётом (1), (3) и (4) имеет вид:
Рассчитаем все необходимые значения, и занесём их в таблицу:
V м3/c |
Н м |
W м/с |
Re |
λг |
Нтр м |
0 |
80 |
0 |
0 |
0,0000 |
0 |
0,06 |
90 |
1,22293 |
305121 |
0,015003 |
62,97797 |
0,10 |
90 |
2,038212 |
508535 |
0,013684 |
67,80004 |
0,16 |
85 |
3,2611456 |
813656,1 |
0,012601 |
79,15043 |
0,25 |
70 |
5,095541 |
1271338 |
0,011686 |
105,1949 |
По данным значениям построим диаграммы зависимости требуемого напора и напора, развиваемого насосом от производительности. Найдём рабочую точку.
Таким образом, параметры рабочей точки: , .
Найдем мощность, потребляемую насосом в данной точке, по формуле: N = (ρ ∙ ν ∙ g ∙ h)/η Рассчитаем мощность для значения КПД = 40: N=8,43 кВт
Такой напор при данной производительности обеспечивается одноступенчатым центробежным насосом. Учитывая широкое распространение их в промышленности и наличии достаточно высокого КПД, компатности и комбинирования с электродвигателем, выбираем именно эти насосы.
Полезная мощность насоса определяется по формуле (ист. 3, стр. 20, уравн. 1.32).
Принимаем и , для центробежного насоса средней мощности, найдем по формуле (ист. 3, стр. 20, уравн. 1.34):
По таблице (ист. 3, стр. 38. Табл. 2) определяем, что заданным значениям больше всего соответствует центробежный насос марки ЦНС 500-320.
Марка |
Q, м3/с |
H, м ст. жидкости |
n, с-1 |
ɳн |
Nн, кВт |
ЦНС 500-320 |
1,39*10-1 |
320 |
25 |
0,76 |
0,7658 |
По формуле (ист. 3, стр. 20, уравн. 1.37) расчитываем запаснапора на кавитацию:
По таблице давлений насыщенного водяного пара найдем, что при 200С, pt=2,35*103 Па. Примем что атмосферное давление равно p1 =105 Па, а диаметр всасывающего патрубка равен диаметру трубопровода. Тогда по формуле (ист. 3, стр. 20, уравн. 1.36) предельная высота всасывания равна:
Список использованной литературы:
-
Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.-корр. АН России П.Г.Романкова. – 11-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1987.
-
Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. Ленинград «Химия». 5 Изд.
-
Основы теплопередачи. М. А. Михеев, И. М. Михеева. Москва «Энергия». Изд
-
Основные процессы и аппараты химической технологии. Под ред. Ю. И. Дытнерского. Изд. 2.