1. Гидравлический расчет трубопровода

1. Выбор диаметра трубы

Диаметр трубы (расчетный) вычисляют по формуле

где диаметр трубы (расчетный), м;

заданный расход жидкости, м³/с;

средняя скорость жидкости, м/с.

Расчет по (1) выполняют отдельно для всасывающей и напорной линий, при этом скорость принимают для всасывающей линии 0,8 м/с, для напорной – 1,5 м/с.

Действительный диаметр трубы выбирают из ряда размеров труб, выпускаемых промышленностью.

1085,0; 133,0 мм – ближайшие по сравнению с расчетными диаметры.

По принятому действительному диаметру трубы уточняют среднюю скорость жидкости

1.2 Определение высоты установки насоса (высоты всасывания)

Допустимую высоту всасывания рассчитывают по формуле

допустимая высота всасывания, м;

заданное давление в исходном резервуаре, Па;

давление насыщенных паров жидкости при заданной температуре, Па;

плотность жидкости, кг/м³;

ускорение силы тяжести, м/с²;

потери напора во всасывающей линии, м;

допустимый кавитационный запас, м.

1.2.1 Определение допустимого кавитационного запаса

Критический запас

производительность насоса (заданный расход жидкости), м³/с;

частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин.

.

Допустимый кавитационный запас увеличивают по сравнению с критическим на 20-30%

.

1.2.2 Расчет потерь напора во всасывающей линии

Расчет выполняется по принципу сложения потерь напора

где коэффициент трения;

длина всасывающей линии, м;

диаметр всасывающей трубы, м;

коэффициенты местных сопротивлений соответственно обратного клапана и плавного поворотах [2. c 91.];

скорость жидкости во всасывающей линии, м/с, рассчитанная по (2)

Коэффициент трения в общем случае зависит от критерия Рейнольдса Re и относительной шероховатости (Δ=0.20 мм)

Критерий Рейнольдса вычисляют по формуле

плотность жидкости, кг/м³;

коэффициент динамической вязкости, Па∙с.

Режим турбулентный.

Относительная шероховатость

абсолютная величина эквивалентной шероховатости, мм.

При 2320 коэффициент трения определяют по графику Мурина [1.c 22.]

Величина по заданию связана с определяемой величиной . Поэтому расчет выполняют методом последовательных приближений.

Пусть 8 м, тогда

;

.

Условие

1.2.3 Расчет общих потерь напора в трубопроводе

Общие потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях трубопровода

Критерий Рейнольдса вычисляют по формуле

плотность жидкости, кг/м³;

коэффициент динамической вязкости, Па∙с.

Режим турбулентный.

Относительная шероховатость

абсолютная величина эквивалентной шероховатости, мм.

При 2320 коэффициент трения определяют по графику Мурина [1.c 22.]

.

1.2.4 Построение кривой потребного напора (характеристики сети)

Потребный напор _. – напор в начале трубопровода, обеспечивающий заданный расход жидкости . Зависимость потребного напора от расхода называется кривой потребного напора, или характеристикой сети. Потребный напор вычисляют по формуле

геометрическая высота подъема жидкости, м;

давление в резервуарах соответственно напорном и расходном, Па;

длина трубопровода, м;

сумма коэффициентов местных сопротивлений на всем трубопроводе (всасывающем и напорном участках).

Статический напор:

.

Для построения кривой потребного напора необходимо задаться несколькими значениями расхода жидкости, причем как меньше заданного расхода, так и больше его, а также равным заданному. Расчеты удобно представить в виде таблицы 1.

Таблица 1 – Значения расхода жидкости и потребного напора при различных коэффициентах

		0		0.25		0.3		0.75		1.0		1.25
.		0		2.5		3.0		7.5		10.0		12.5
		0		0.131		0.19		1.175		2.1		3.26
, м.		30.8		30.931		30.99		31.975		32.9		34.06