Расчёт участка 3-4

На участке 3-4 расход, скорость и диаметр трубопровода остаются такими же, как на участке 1-2.

;

;

.

Рассчитаем критерий Рейнольдса:

.

Т.к. Re>>10000, режим течения сугубо турбулентный. Данное значение попадает в интервал для области гидравлически гладких труб 4000<Re<310⁶, поэтому определяем коэффициент гидравлического трения по формуле Кольбрука:

,

.

Рассчитаем сопротивления.

Местными сопротивлениями на участке 3-4 являются: два поворота трубопровода (коэффициенты потерь ₂) и тройник (коэффициент потерь ₅).

1. Сопротивление на повороте:

[4, стр. 259]

Для данного поворота:

; ; ; ; .

Тогда сопротивление поворота равно:

.

2. Сопротивление тройника.

Для данного тройника все сечения одинаковы, отношение расходов Q_б/Q_с = 0,025/0,027 = 0,92, тогда сопротивление тройника равно [2, стр.379]

.

Найдем сопротивление на участке 3-4:

;

;

.

Найдем потери напора на участке 3-4:

;

.

Найдем напор в точке 4:

;

; (потеря напора на расходомере).

.

Расчёт участка 4-5

Расход на участке 4-5:

.

Найдем диаметр трубопровода.

Рекомендуемый интервал скоростей рабочей среды в нагнетательной магистрали питательной системы – от 2,0 м/с до 2,5 м/с. [2, стр. 16]

Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей [2, стр. 23]:

, ;

;

;

Стандартный приемлемый диаметр равен , как и на участках 1-2 и 3-4.

Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра

;

.

Рассчитаем критерий Рейнольдса:

.

Т.к. Re>>10000, режим течения сугубо турбулентный. Данное значение попадает в интервал для области гидравлически гладких труб 4000<Re<310⁶, поэтому определяем коэффициент гидравлического трения по формуле Кольбрука:

,

.

Рассчитаем сопротивления.

Местными сопротивлениями на участке 4-5 являются: компенсатор (коэффициент потерь ₄) и клапан (коэффициенты потерь ₃).

1. Сопротивление компенсатора.

Для сильфонного компенсатора с числом гофр 10:

.

2. Сопротивление клапана.

Для уменьшения гидравлического сопротивления в судовых системах часто применяется клапан типа «Косва» с наклонным расположением штока. Для такого клапана при полном открытии и D₀ = 0,125 м: [4, стр.435]

.

Найдем сопротивление на участке 4-5:

;

;

.

Найдем потери напора на участке 4-5:

;

.

Найдем напор в точке 5 (после насоса):

;

.

3.3. Расчет всасывающей магистрали (участок 6-7).

Расход на участке 6-7:

.

Найдем диаметр трубопровода.

Рекомендуемый интервал скоростей рабочей среды во всасывающей магистрали питательной системы – от 1,5 м/с до 2,0 м/с. [2, стр. 16]

Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей [2, стр. 23]:

, ;

;

;

Стандартный приемлемый диаметр равен . [2, стр.14]

Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра

;

.

Рассчитаем критерий Рейнольдса:

.

Т.к. Re>>10000, режим течения сугубо турбулентный. Данное значение попадает в интервал для области гидравлически гладких труб 4000<Re<310⁶, поэтому определяем коэффициент гидравлического трения по формуле Кольбрука:

,

.

Рассчитаем сопротивления.

Местными сопротивлениями на участке 6-7 являются: вход потока из деаэратора в трубопровод (коэффициент потерь ₁), три поворота трубопровода (коэффициенты потерь ₂), компенсатор (коэффициент потерь ₄) и клапан (коэффициенты потерь ₃).

1. Сопротивление на входе потока из деаэратора в трубопровод.

.

2. Сопротивление на повороте.

[4, стр. 259]

Для данного поворота:

; ; ; ; .

Тогда сопротивление поворота равно:

.

3. Сопротивление компенсатора.

Для сильфонного компенсатора с числом гофр 10:

.

4. Сопротивление клапана.

Для уменьшения гидравлического сопротивления в судовых системах часто применяется клапан типа «Косва» с наклонным расположением штока. Для такого клапана при полном открытии и D₀ = 0,125 м: [4, стр.435]

.

Найдем сопротивление на участке 6-7:

;

;

.

Найдем потери напора на участке 6-7:

;

.

Найдем напор в точке 6 (перед насосом):

;

(напор в деаэраторе).

.

Таким образом, насос должен создавать напор:

.

Проверим условие всасывания.

Для обеспечения надежной работы насоса в гидравлической системе надо соблюсти следующие условия: избыточное давление в трубопроводе должно быть больше или равно величине допускаемого кавитационного запаса энергии для данного насоса:

, [2, стр. 24]

где:

—давление на поверхности жидкости,

—давление насыщения при заданной температуре,

—потери давления во всасывающем патрубке,

—геометрическая высота всасывания,

—допускаемый кавитационный запас энергии, (обычно принимается в диапазоне от 2 до 4 м).

Для данной системы:

;

;

;

;

.

Неравенство верно. Значит, насос работает без перебоев.