Расчет всасывающей магистрали

Коэффициент местного сопротивления в колена равен =2,705, найдём скорость

течения воды по формуле:

=1,07 м/c

тогда потери в колене равны:

==0,158 м

Диаметр трубы d=400, тогда=4580000.

Найдём потери на трение:

==0,159 м

Определяем потери напора в фильтре

Рисунок 2.3 - Фильтр

t=6 мм;

a=5 мм;

=800 мм;

=

Общая площадь поверхности фильтра:

=/4+3+(/4-/4)=/4+3+ (/4 -/4)=

=2,388 м²

Определим площадь отверстий фильтра:

F = m^. F_Ф =^.2,388=1,652м

Определим скорость воды в фильтре:

м/с

Потери на фильтре:

м

Потери напора во всасывающей магистрали определяются формулой:

0,318 м

Подбор насосов

Подберём насос по напору, вычисляемому с помощью формулы:

=6,9 м

и по расходу Q_1-2 =135л/с

Так как нет подходящего, поставим 2 насоса марки 8К-12а параллельно, с характеристиками:

Q=69,5л/с;

H=24 м;

=6,1 м.

Определение высоты установки насоса над горизонтом воды

Искомая , м вод. Ст. определиться по зависимости

где - допустимая вакуумметрическая высота всасывания в м вод. Ст. по каталогу или полученная по зависимости;

- барометрическое давление в местности, где устанавливается насос, выраженное в метрах столба подаваемой жидкости при ее температуре;

- давление насыщенных паров подаваемой жидкости, выраженное в метрах столба этой жидкости при ее температуре.

Следовательно максимальная высота поднятия воды:

=-=6,1-0,318=5,782м

3 Гидравлический расчет короткого трубопровода

Гидравлический расчет короткого трубопровода (рис. 3.1) состоит из определения суммарных потерь напора на трение и местных сопротивлениях, длин начальных участков трубопроводов.

d=1,72м

d=0,23м

d=0,82м

l=5м

Резкое сужение

l=7м

Вентиль

прямоточный

l=5м

Конфузор 30°

Рисунок 3.1 - Схема короткого трубопровода

Расчет потерь напора на трение

Потери на трение на участках определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

,

где - скорость жидкости на участке, м/с;

- диаметр участка, м;

- длина участка, м.

- коэффициент гидравлического трения, который зависит от числаReи от безразмерной величины, характеризующей пограничную геометрию трубы.

Под пограничной геометрией следует понимать не только форму живого сечения, но и геометрические характеристики:

поверхности трубы - относительную гладкость ,

где - средняя высота выступа шероховатости. Абсолютная шероховатость различных трубопроводов.

Зависимость впервые была установлена в опытах Никурадзе и Зегджи, выполненных для плотной, однородной, равномерной шероховатости из песка, формированной на поверхности круглых труб. При этом были выведены четыре характерные области зависимостиотReи:

1. Область ламинарного течения(). В этом случае справедлива формула Пуазейля

;

2. Область гладкостенного режима теченияи область гидравлически гладких труб (). В этой области вязкий подслой, в котором течение практически можно считать ламинарным, полностью закрывает выступы шероховатости стенки и движение турбулентного ядра потока происходит как бы в гладкой трубе. Для коэффициента гидравлического трения справедлива формула Блазиуса:

;

Здесь коэффициент зависит только отRe, однако граница области для каждой данной трубы зависит от;

3. Область доквадратичного сопротивления. Коэффициентрассчитывается по формуле Альтшуля:

;

4. Область квадратичного сопротивления. Коэффициентрассчитывается по зависимости Прандтля-Никурадзе:

.

Скорость жидкости W_i, м/с. на участке определим из уравнения неразрывности:

,

где - плотность жидкости (см. Приложение В);

- площадь сечения трубы на участке, м²;

- массовый расход жидкости, кг/с.

Площадь сечения трубы F_i, м² на участке определит по формуле:

Чтобы определить коэффициент Дарси необходимо выяснить, какой реализуется режим течения на данном участке. Найдем число Рейнольдса Re, по формуле:

,

где кинетический коэффициент вязкости, м²/с.

Суммарные потери напора H_∑, м. на трение составят:

Определим скорость на 1 участке:

=0,0031 м/с;

Число Рейнольдса на 1 участке:

=3409;

Абсолютная шероховатость для цельносварных стальных труб = 0,1мм

Относительная шероховатость на 1 участке:

=17200

Определяем режим течения на 1 участке:

10=172000

500=8,6

Сравним 10и 500сRe:

Так как относится к переходному нестабильному режиму, принимаем ближайший стабильный режим:

, область гладкостенного режима течения

=0,041;

Определяем потери на участке:

5,84м

Определим скорость на 2 участке:

=0,0134 м/с;

Число Рейнольдса на 2 участке:

=7150;

Абсолютная шероховатость для цельносварных стальных труб = 0,1мм

Относительная шероховатость на 2 участке:

=8200

Определяем режим течения на 2 участке:

10=82000

500=4,1

Сравним 10и 500сRe:

, область гладкостенного режима течения

=0,0344;

Определяем потери на участке:

1,922м

Определим скорость на 3 участке:

=0,1707 м/с;

Число Рейнольдса на 3 участке:

=25494;

Абсолютная шероховатость для цельносварных стальных труб = 0,1мм

Относительная шероховатость на 3 участке:

=2300

Определяем режим течения на 3 участке:

10=23000

500=1,15

Сравним 10и 500сRe:

Область доквадратичного сопротивления . Коэффициентрассчитывается по формуле Альтшуля:

=0,026

Определяем потери на участке:

1,176м

Cуммарные потери по длине трубопровода:

H=++=0,0584+1,922+1,176=3,1564м