2. Определение абсолютного давления на входе в насос

Уравнение Бернулли, записанное для потока жидкости во всасывающем трубопроводе (для сечений А и А`) (см. рис. 7), имеет следующий вид:

, (10)

где - абсолютные давления; - суммарные гидравлические потери во всасывающем трубопроводе.

Искомой величиной является давление на входе в насос , которое сравнивается с минимально допустимым его значением при условии отсутствия кавитации в насосе. Это давление зависит от типа насоса и условий его работы (в работе принять, что , где - давление насыщенных паров).

Если найденное давление оказалось меньше допустимого, то его следует повысить, увеличив диаметр входного трубопровода, и тем самым уменьшить скоростной напор и потери напора в трубопроводе.

Диаметры трубопроводов выбираются из стандартных значений (мм):

Основной ряд	4, 5, 6.3, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100
Дополнительный ряд	14, 18, 22, 28, 36, 45, 56, 67, 71, 75, 85, 90, 95

Методические указания к выполнению работ

1. Гидравлическая система, представленная на рис. 1, представляет собой сложный трубопровод. Для графоаналитического решения такого трубопровода следует разбить его на простые участки постоянного сечения без разветвлений (участки А-Б, В-Г, Г-Д и Г-Е).

2. Как показано на рис. 5, для построения кривой потребного напора разветвленного трубопровода следует построить кривые потребного напора для простых участков после точки разветвления (в рассматриваемой задаче участки Г-Д и Г-Е).

3. Алгоритм построения кривой потребного напора участка Г-Д:

   1. рассчитать площадь сечения трубы S= d²/4;

   2. определить виды местных сопротивлений на участке Г-Д и их коэффициенты, рассчитать ;

   3. задать 5-8 значений скорости жидкости в трубе в диапазоне от 0 до 25 м/с;

   4. для каждого значения скорости последовательно определить скоростной напор, расход жидкости, число Рейнольдса, коэффициент трения, потери напора и потребный напор ;

   5. Результаты расчетов необходимо внести в таблицу:

V	V2/2g	S	Q	Q	Re		hтр		hм	h	Hпотр
м/с	м	м2	м3/с	л/с	–	–	м	-	м	м	м
0

6. На масштабно-координатной (миллиметровой) бумаге формата А-3 построить кривую потребного напора H_потр(Q), причем расход в л/с.

1. Алгоритм расчета и построения кривой потребного напора участка Г-Е аналогичен.

2. Построить кривую потребного напора разветвленного трубопровода ГЕ+ГД (см. рис. 5 и 7).

3. Определить суммарные потери напора на участках А-Б и В-Г при 5-8 значениях расхода (от 0 до суммарного значения максимальных расходов на участках Г-Д и Г-Е). Результаты занести в таблицы по форме:

Q	Q	S	V	V2/2g	Re		hтр		hм	h
л/с	м3/с	м2	м/с	м	–	–	м	-	м	м
0

7. Согласовать с преподавателем или самостоятельно выбрать насос с учетом его характеристик.

8. Построить на графике в том же самом масштабе напорную характеристику выбранного насоса H_насос(Q). Построить характеристику насоса по КПД (Q), соблюдая принятый ранее масштаб по Q.

9. Построить на графике характеристику насоса, приведенную к точке Г, для чего от напорной характеристики насоса отнять h_А-Б и h_В-Г (см. рис. 7)

10. Точка пересечения приведенной характеристики насоса и кривой потребного напора разветвленного трубопровода является искомой рабочей точкой.

11. Определить расходы на каждом участке трубопровода, напор и КПД насоса.

12. В случае отклонения КПД от максимального более чем на 10% следует выбрать другой насос и повторить п.п. 7-11.

13. Рассчитать давление абсолютное давление на входе в насос. В случае несоблюдения условия p_Б ≥ 1,5p_н.п. следует увеличить диаметр трубопровода А-Б, и повторить п.п. 6-13.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА:

1. гидравлическая схема;

2. номер варианта и исходные данные;

3. краткое теоретическое введение с обзором выбранного способа решения поставленной задачи графоаналитическим методом;

4. результаты расчета для каждого участка, причем, кроме таблиц, следует привести полный расчет не менее чем для одного значения расхода с аргументацией используемых формул, выбранных коэффициентов и т.п.;

5. характеристика насоса с аргументацией его выбора;

6. расчет давления на входе в насос;

7. графики на миллиметровой бумаге;

8. выводы.

Рекомендации:

1. Давление в резервуарах принять равным атмосферному.

2. Трубы считать гидравлически гладкими.

3. При округлении результатов промежуточных расчетов следует оставлять не менее трех значащих цифр. Например, если при расчете =0,0123548, то округлить и поставить в таблицу следует =0,0124.

4. Результаты итоговых расчетов H_потр (м) и Q (л/с) следует округлять до одного знака после десятичной запятой.

5. Выбор масштаба при построении графиков:

   1. по оси ординат (H_потр): min – 0; max – наибольшее значение H_потр из таблиц результатов расчета участков Г-Д и Г-Е

   2. по оси абсцисс (Q): min – 0; max – удвоенное наибольшее значение Q из таблиц