1. Определение напора насоса необходимого для подъема воды

1.1. Геодезическая высота подъёма

H_г = _ву - _ну = 25-21 = 4м.

1.2. Потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах насосной установки

Потери напора во всасывающем трубопроводе насосной установки равны:

h_^в = h^в_м + h^в_дл = 0,34 + 0,02 = 0,36м;

h^в_дл = A*Q²*L₁ = 0,003*0,95²*9 = 0,02м;

потери напора в напорном трубопроводе насосной установки равны:

h_^н = h^н_м+h^н_дл = 0,47 + 0,129 = 0,599м.

h^н_дл = A*Q²*L₂ = 0,011*0,95²*13 = 0,129м.

. Потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах насосной установки:

h_ = h_^в + h_^н = 0,36 + 0,599 = 0,959 м.

1.3. Напор насоса

H = H_г + h_ + ( V_ву² - V_ну² )/2g = (10)

= 4 + 0,959 +( 0,7² - 0,5² )/2*9,81 = 4,97 м.

2. Определение показаний приборов №1 и №2

Прибором №1 является вакуумметр, так как насос расположен выше уровня воды в водоисточнике.

Расчётная схема для составления уравнения Бернулли приведена на рис. 9.

Рис. 9 Схема для определения показаний прибора № 1.

- h_в + P₀/g + V_ну²/2g = y_в + P_в/g + V_в²/2g + h_^в.

Показание прибора:

h_вак¹ = ( P₀ - P )/g = h_в + y_в + h_^в + ( V_в² - V_ну² )/2g =

= 4,5 + 0,23 + 0,36 + ( 1,49² - 0,5² )/2*9,81 = 5,19м,

где: h_в = 4,5 м;

y_в = 0,25*d_в = 0,25*0,9 = 0,23м;

V_в = 4*Q / *d_в² = 4*0,95/3,14*0,6² = 3,36 м/с.

Прибором №2 является вакуумметр, так как насос расположен выше уровня воды в водоприёмнике.

Расчётная схема для составления уравнения Бернулли приведена на рис. 10.

y_н+P_н/*g+ V_н²/2*g = - h_н+P₀/*g+ V_ву²/2*g+h_^н

Показание прибора:

h_вак² = (P₀ - P_н)/*g = h_н - y_н - h_^н + ( V_н² - V_ву² )/2*g =

= 0,3 + 0,5 - 0,599 + ( 3,36² - 0,7² )/2*9,81 = 0,75м.

где: h_н = H_г - h_в = 4 - 4,5= -0,5 м

Знак минус уже учтен нами при составлении уравнения Бернулли, поэтому в выражение для показания прибора подставляем просто значение h_н = 0,5м.

y_н = 0.5*d_н = 0,5*0,6 = 0.3 м

V_н = 4*Q / *d_н² = 4*0,95/3,14*0.6² = 3,36 м/с.

Несмотря на то, что насос расположен выше уровня воды в водоприёмнике, показание вакуумметра получилось отрицательным. Это означает, что измеряемое прибором №2 давление выше атмосферного. В этом случае подводящая трубка прибора заполнена водой, поэтому точку измерения давления необходимо принять на оси трёхходового крана – точка Н на рис. 10. Учитывая это обстоятельство, вакуумметр необходимо заменить на мановакуумметр. Мановакуумметр - это прибор, который может измерять давление выше и ниже атмосферного.

Тогда выражение для показания прибора №2 примет следующий вид:

h_ман² = ( P”_н - P₀ )/*g= - y_н + h_н - h_^н + ( V_ву² - V_н²)/2*g =

= -0,6 – 05 + 0,599 + (0,7² - 3,36²)/(2*9,81) = -1,05 м

где: y_н = 0,5*d_н + 0,3 = 0,5*0,6 + 0,3 = 0,6м.

Следует отметить, что при расходах меньше заданного давление в напорном патрубке насоса может быть равно атмосферному и даже ниже его.

3. Определение напора насоса по показаниям приборов

H = h_вак¹ + hм_ан² + Z + ( V_н² - V_в²)/2g = (11)

= 5,19 – 1,05 + 0,37 + (3 ,36² - 1,49² )/2*9,81 = 4,97 м

Z = y_н – y_в = 0,6 - 0,23 = 0,37м.

Вывод:

Напор насоса, полученный по формуле (10), равен напору насоса, полученному по формуле (11).