3.1 Мета і завдання

3.1.1 Ознайомитись з методикою вибору типу відцентрового насоса.

3.1.2 Побудувати напірну характеристику насоса.

3.1.3 Побудувати характеристику вихідного трубопроводу.

3.1.4 Визначити робочу точку гідравлічної системи.

3.1.5 Перерахувати напірну характеристику насоса на нову частоту обертів.

Тривалість заняття – 4 години.

3.2 Теоретичні відомості

Для вибору марки насоса використовуються вітчизняні каталоги відцентрових насосів, в яких наведені їхні характеристики (табл. 3.6).

Таблиця 3.1 – Характеристика насоса

№ режиму	Q, дм3/с	Н, м	ККД , %
1
2
3

Основою для вибору типу насоса є задані необхідна подача і необхідний напір (тиск) на виході насоса ( ). Порівнюють величини і ( ) з другим режимом характеристики різних насосів (з максимальним значенням коефіцієнта корисної дії ), поки не підберуть тип насоса для якого будуть справедливі співвідношення: , .

Для розрахунку робочої точки гідравлічної системи потрібно побудувати сумісні напірні характеристики насоса і трубопроводу.

Побудова напірної характеристики насоса Дані характеристики насоса, подані у формі таблиці 3.1, можуть бути описані параболічною залежністю у вигляді:

.

(3.1)

Для визначення коефіцієнтів a і b цієї залежності використовують дані табл. 3.1 (1-го і 2-го, чи 2-го і 3-го режимів), для яких складаємо систему з двох рівнянь з двома невідомими:

.

(3.2)

Розв’язок цієї системи дає нам вирази для обчислення величини коефіцієнтів a і b:

, .

(3.3)

які далі використовуємо для побудови напірної характеристики насоса.

Для цього задаємось п’ятьма значеннями з кроком таким чином, щоб величина необхідної подачі насоса , яка рівна витраті рідини в гідравлічній системі, лежала в середині вибраного діапазону зміни Q (наприклад, ) і розраховуємо відповідні значення напору насоса:

,

(3.4)

Дані розрахунків заносять в табл. 3.2.

Таблиця 3.2 – Розрахункова характеристика насоса

	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5
Hi	H1	H2	H3	H4	H5

Будуємо розрахункову характеристику насоса на аркуші формату А4. Вона матиме вигляд низхідної параболи з початком в точці з координатами: Q = 0, H = a (рис.3.1).

Рисунок 3.1 Визначення робочої точки

Гідравлічної системи Побудова характеристики вихідного трубопроводу

Характеристика вихідного трубопроводу – це висхідна квадратична парабола з початковими координатами , , якщо :

,

(3.5)

де за умови  = const.

За наявності статичного напору рівняння характеристики трубопроводу дещо змінюється:

.

(3.6)

Якщо   const і турбулентний режим, до прикладу, охоплює зону “гідравлічно гладких труб” і зону змішаного тертя, то характеристику трубопроводу записують у такому виді:

,

(3.7)

де – втрати напору на тертя в місцевих опорах

,

де , задані величини місцевих опорів: різкого повороту, плавного повороту і засувки ( – в гідравлічній системі (рис. 3.2) є три плавних повороти, один різкий поворот і одна засувка).

 = f(Re, ) і значення  знаходять відповідно до вказівок практичного заняття № 2, а .

Для побудови цієї залежності задаються низкою значень (i = 1…6) таким чином, щоб величина витрати рідини в гідравлічній системі, лежала в середині вибраного діапазону зміни ( ) і розраховуємо відповідні значення втрат напору в трубопроводі .

Результати розрахунків заносимо у табл. 3.3.

Таблиця 3.3 – Розрахунок напірного трубопроводу

	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6
Hі	H1	H2	H3	H4	H5	H6

За даними табл. 3.3 будуємо характеристику вихідного трубопроводу, накладену на напірну характеристику насоса (рис.3.1).

Визначення робочої точки гідравлічної системи

Перетин напірних характеристик трубопроводу і насоса дає нам теоретичну робочу точку гідравлічної системи з координатами (Q_т, H_т). Якщо Q_т = Q_н і H_т = H_н або відхилення не перевищує 10 %, то на цьому розрахунки закінчені. У випадку невідповідності розрахункової робочої точки (Q_т  Q_н і H_т  H_н) виконується перерахунок напірної характеристики насоса використовуючи закони пропорційності, а саме на понижену частоту обертання:

.

(3.8)

Напір

.

(3.9)

Потужність

.

(3.10)

Перерахунок характеристики насоса на нову частоту здійснюється в такій послідовності: для кожного значення Q_i(т), взятих з табл. 3.2 вираховують H_i для відомих частот обертання і :

.	(3.11)
.	(3.12)
.	(3.13)

Дані розрахунків заносять в табл. 3.4.

_{Таблиця 3.4 – Перерахунок характеристики насоса на нову частоту обертання n}1

Q, дм3/с

Qн

H, м

Hн

Будують нову характеристику насоса, при n₁ наносять її на характеристику гідравлічної системи (рис. 3.1) виділивши їх іншим кольором, чи позначенням, наприклад штриховою лінією. Отримують робочу точку, в якій і .