3.3 Расчет центробежного насоса для подачи воды на пгх

Исходные данные:

1. Количество воды, которое подается на один ПГХ:

3338

V_в = —————–– = 0,155 м³/с

3600*6

2. Геометрическая высота подъема жидкости в трубопроводе, Н_г, м - 25

3. Длина трубопровода (общая), l, м – 50

4. На трубопроводе установлены местные сопротивления: 2 задвижки, 4 отвода под углом 90° (R₀/d = 3), 1 диафрагма

5. Давление в сборнике воды – атмосферное.

6. Давление в ПГХ – 745 мм рт. ст.

Принимаем по рекомендациям скорость движения воды в трубопроводе 2 м/с [4]. Тогда диаметр трубопровода рассчитывается по уравнению:

4 * V_в

d_т = ------------- ,

• p *w₀

де w₀ – скорость воды в трубопроводе, м/с. Получаем

4 * 0,155

d_т = ––––––––––– = 0,314 м

Ö 3,14 * 2

Полученный диаметр трубопровода округляется до ближайшего стандартного значения. Принимаем к установке трубопровод диаметром 332х6 мм с внутренним диаметром 320 мм [4].

Действительная скорость охлаждающей воды в трубопроводе:

4 * V_в 4 * 0,155

w = –––––––––––– = –––––––––––––– = 1,93 м/с

π * d_т² 3,14 * 0,32²

Принимаем, что трубопровод изготовлен из новых стальных труб, то есть абсолютная шероховатость D = 0,2 мм [2].

w_тр * d_тр * r_м 1,93 *0,32 * 985

Re = —————— = ————————— = 639770 ,

m_м 0,95 * 10^-3

то есть режим движения неустойчивій турбулентный. Коэффициент трения l определяем по номограмме [2] при d/D = 320/0,2 = 1600 и Re = 639770. Находим, что l = 0,019. Определяем значения коэффициентов местного сопротивления:

а) вход в трубы x₁ = 0,5;

б) задвижки x₂ =2 * 0,25 = 0,5 ;

в) отводы под углом 90° (R₀ / d =3) x₃ =4 * 0,13 = 0,52 ;

г) диафрагма (m =0,25) x₄ = 17,8 ;

д) выход из трубы x₅ = 1

åx = 20,32

Суммарные потери давления в трубопроводе:

DР_сум = (l * l /d_тр + åx) * w² * r / 2 = (0,019 * 50 / 0,32 + 20,32)* 1,93² * 985/2 = 42724 Па

Необходимый напор насоса составляет:

Р₂ – Р₁

Н = ———— + h_сум + H_геом + Н_ПГХ

rg

где:

Р₁ – давление в сборнике ;

Р₂ – давление в скруббере;

h_сум = DР_сум / rg – потери напора в трубопроводе:

42724

h_сум = ————— = 4,4 м вод. ст.

985 * 9,81

H_геом – геометрическая высота подъема жидкости, м;

Н_ПГХ – потери напора в ПГХ, принимаемая 20 м.

Тогда

(745 – 760)* 133,3

Н = –––––––––––––––– + 4,4 + 20 + 20 = 44,2 м вод. ст.

9,81*985

Такой напор при заданной производительности могут обеспечивать центробежные насосы.

Полезная мощность насоса определяется по формуле:

N_к = V_в * rg * Н = 0,155 * 985 * 9,81 * 44,2 = 66200 Вт @ 66,2 кВт

Мощность на валу электродвигателя:

N_к N_к

N_дв = —— = —————

h_заг h_{дв *} h_{н *} h_пер

где:

h_дв – к.п.д. двигателя, который принимается 0,8 [4];

h_н - к.п.д. насоса, который равен 0,65 [4];

h_пер = 1 - к.п.д. передачи.

Тогда

66,2

N_дв = ———–– = 127 кВт

0,8 * 0,65

Установленная мощность электродвигателя:

N_уст = b * N_дв,

где:

b - коэффициент запаса мощности, который равен 1,05 [3].

Тогда

N_вст = 1,05 * 127 = 134 кВт

Принимаем к установке два параллельно соединенных центробежных насоса марки Х280/72 каждый с такими характеристиками [2]: производительность Q = 0,085 м³/с, напор Н = 51 м, n = 24,15 с^-1, h_н = 0,7.

К насосу установлен электродвигатель типа АО – 102 – 4 с номинальной мощностью N_н = 160 кВт, к.п.д двигателя 0,92.