Kalishuk_D_G_PiAKhT_2011

Определить:

1)напор, развиваемый насосом;

2)полезную мощность насоса.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.77, по предпоследней цифре – из табл. 5.78.

Таблица 5.77

Задача 40

Центробежный насос, рабочие характеристики которого представлены в табл. 5.79, перекачиваетжидкость изатмосфернойемкостиваппарат(рис. 5.34).

Таблица 5.79

Абсолютное давление газовой среды в аппарате над поверхностью жидкости P. Температура перекачиваемой жидкости t. Разность уровней жидкости в аппарате и ем- кости H. Потери напора в нагнетательном трубопроводе Hнаг , м, обусловленные тре- нием и местными сопротивлениями, связаны с расходом жидкости V , м3/с, зависимо- стью Hнаг = kV 2, где k – коэффициент, с2/м5. Потери напора во всасывающем трубо- проводе составляют β от потерь напора в нагнетательном трубопроводе. Насос

181

имеет жесткое соединение вала рабочего колеса с валом электродвигателя. КПД элек- тродвигателя ηдв.

Рис. 5.34. Схема подачи жидкости в аппарат:

1– емкость; 2 – аппарат; 3 – насос; 4, 5 – всасывающий

инагнетательный трубопроводы насоса

Определить:

1)объемную производительность и напор насоса при подаче им жидкости

ваппарат;

2)мощность, потребляемую электродвигателем насоса;

3)относительное снижение производительности насоса при увеличении дав- ления газовой среды в аппарате на P при неизменности остальных параметров жидкости и трубопроводной сети.

При расчетах пренебречь потерями скоростного напора в нагнетательном тру- бопроводе.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.80, по предпоследней цифре – из табл. 5.81.

Таблица 5.80

182

Задача 41

Насос имеет объемную производительность Vн при развиваемом напоре Hн. При этом его гидравлический КПД равен ηг , а объемный ηV . КПД электродвигателя насосной установки (рис. 5.35) составляет ηдв, а передачи, соединяющей валы двига- теля и насоса, ηпер. Минимальный допустимый запас мощности электродвигателя на пусковой период k. Насос перекачивает жидкость при температуре t.

Рис. 5.35. Схема насосной установки: 1 – насос; 2 – передача; 3 – двигатель;

4 и 5 – всасывающая и нагнетательная линии

Определить:

1)потребление электроэнергии двигателем насоса за 8000 ч непрерывной работы;

2)минимально допустимую номинальную мощность электродвигателя;

3)теоретические напор и производительность насоса.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.82, по предпоследней цифре – из табл. 5.83.

Таблица 5.82

Задача 42

Центробежным насосом жидкость, температура которой t , перекачивается из вакуумного сборника (рис. 5.36).

Рис. 5.36. К определению допустимых высоты всасывания

и температуры перекачиваемой жидкости:

1– насос; 2 – всасывающий патрубок насоса; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – сборник

Давление над поверхностью жидкости в сборнике на P ниже атмосферного Pатм. Суммарные потери давления на преодоление трения и местных сопротивле- ний во всасывающем трубопроводе составляют Pт. Кавитационная составляющая для насоса равна hк. Уровень жидкости в сборнике находится на h ниже оси вса- сывающего патрубка насоса.

Определить:

1)допустимую высоту всасывания насоса;

2)до какого значения может быть повышена температура перекачиваемой жидкости при условии, что в насосе не возникнет кавитация.

При расчетах пренебречь потерями скоростного напора во всасывающем тру- бопроводе. При определении повышенной температуры считать неизменными ве-

личины P, Pатм , Pт , hк , h и плотность жидкости.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.84, по предпоследней цифре – из табл. 5.85.

184

Таблица 5.84

Задача 43

Центробежный насос, установленный на уровне грунта, откачивает жидкость из заглубленной емкости для сбора аварийных стоков (рис. 5.37).

Рис. 5.37. Схема откачки жидкости из емкости сбора аварийных стоков: 1 – насос; 2 – всасывающий трубопровод насоса; 3 – емкость;

4 – трубопровод аварийной канализации

185

Емкость вертикальная цилиндрическая диаметром D с плоским днищем, расположенным на h ниже уровня грунта. Температура жидкости в емкости t. По- тери напора на трение и на местных сопротивлениях во всасывающем трубопрово- де насоса составляют суммарно hтр. Скорость жидкости во всасывающем трубо- проводе w. Кавитационная составляющая насоса равна 0,5 м, ось его всасы- вающего патрубка расположена на 0,4 м выше уровня грунта.

Определить:

1)массу жидкости, остающейся в емкости при возникновении нарушений в ра- боте насосе (кавитации);

2)на какой уровень относительно поверхности грунта следует переместить (за- глубить) насос для обеспечения полного, не сопровождающегося возникновением кавитации, опорожнения емкости.

При расчетах давление над поверхностью жидкости принять равным 98 кПа. Считать, что при изменении расположения насоса его производительность, а также

величина hтр не изменяются. Свойства стоков принять как для чистой жидкости. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.86,

по предпоследней цифре – из табл. 5.87.

Таблица 5.86

Задача 44

Вал рабочего колеса центробежного насоса жестко связан с валом ротора асин- хронного двигателя переменного тока (рис. 5.38). Скорость вращения ротора двигателя может изменяться с помощью частотного преобразователя. При угловой скорости вра- щения ротора двигателя ω напор насоса составляет Hн. При изменении частоты вра- щения ротора на β мощность, потребляемая двигателем насоса, равна Nдв. При этом общий КПД насосной установки ηну. Плотность перекачиваемой насосом жидкости ρ.

Определить:

1)частоту вращения рабочего колеса насоса при измененном режиме работы двигателя;

2)производительность насоса при первоначальной частоте вращения ротора двигателя.

186

Рис. 5.38. Схема центробежного насоса с регулированием частоты вращения рабочего колеса:

1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – частотный преобразователь

Общий КПД насосной установки считать неизменным.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.88, по предпоследней цифре – из табл. 5.89.

Таблица 5.88

Задача 45

В состав насосной установки входит n параллельно соединенных одинаковых центробежных насосов (рис. 5.39), рабочие характеристики которых представлены в табл. 5.90.

Таблица 5.90

тери давления, связанные с преодолением разности статических давлений в исход- ном и конечном сечениях сети и подъемом жидкости по сети, Па; B – коэффициент,

187

величина которого определяется сечениями, длинами, местными сопротивлениями всасывающего и нагнетательного трубопроводов сети, а также режимами движения жидкости в них, кг/м7. Температура перекачиваемой жидкости t.

Рис. 5.39. Схема насосной установки с параллельно соединенными насосами (на примере трех насосов):

1 – насосы; 2, 3 – всасывающий и нагнетательный трубопроводы сети

Определить:

1)напор и производительность одного насоса при работе на заданную сеть;

2)напор, производительность и полезную мощность насосной установки при ра- боте на сеть.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.91, по предпоследней цифре – из табл. 5.92.

Таблица 5.91

Задача 46

Поршневой насос двойного действия перекачивает жидкость относительной плот- ностью ρ. Цилиндр насоса имеет внутренний диаметр D (рис. 5.40). Поршень насоса соединен с кривошипно-шатунным механизмом штоком (ползуном) диаметром d. Ра- диус окружности, описываемой шарниром, соединяющим кривошип с шатуном, R. Угловая скорость вращения кривошипа ω. Напор, развиваемый насосом, Hн.

188

Рис. 5.40. Схема поршневого насоса двойного действия:

1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – шатун; 5 – кривошип; 6, 7 – всасывающие патрубки; 8, 9 – нагнетательные патрубки; 10, 11 – всасывающие клапаны; 12, 13 – нагнетательные клапаны

Определить:

1)объемную производительность и полезную мощность насоса;

2)максимальную мгновенную производительность насоса;

3)сколько раз в одну минуту кривошип насоса проходит мертвые точки. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.93,

по предпоследней цифре – из табл. 5.94.

Таблица 5.93

Задача 47

Каждая из шестерен шестеренчатого насоса имеет Z зубьев (рис. 5.41). Ши- рина шестерни в области ее венца составляет b. Площадь сечения одного зуба равна S. Ведущая шестерня насоса приводится во вращение от электродвигателя с частотой вращения ротора n через редуктор. Передаточное число редуктора A. Максимальная допустимая скорость жидкости во всасывающем патрубке насоса w. Объемный КПД насоса ηV .

189

выход жидкости

А–А

вход жидкости

Рис. 5.41. Схема шестеренчатого насоса с приводом: 1 – корпус насоса; 2, 3 – ведущая и ведомая шестерни; 4, 5 – всасывающий и нагнетательный патрубки

Определить:

1)объемную часовую производительность насоса;

2)минимально допустимый диаметр всасывающего патрубка насоса (с точно- стью до одного миллиметра);

3)мощность, потребляемую электродвигателем насосной установки при пол- ном давлении, развиваемом насосом, 2,5 МПа.

Общий КПД насосной установки принять равным 50%.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.95, по предпоследней цифре – из табл. 5.96.

Таблица 5.95

190