- •Тлумачальная запiска да курсавой работы
- •1. Выбар матэрыялу трубаправода
- •2. Вызначэнне дыяметра трубапрввода
- •3. Разлiк страт напору ў трубаправодах
- •4.Праверачны разлік таўшчыні сценкі труб
- •5. Падбор центрабежнай помпы I даследаванне рэжымау яе работы
- •5.4. Паралельная работа дзвюх помп.
- •6.1. Рэгуляванне драселяваннем.
- •6.2. Рэгуляванне змяненнем частаты вярчэння.
4.Праверачны разлік таўшчыні сценкі труб
Мэта гэтага разліку з’яўляецца вызначэнне неабходнай таўшчыні сценак труб для ўмоў работы пры разліковых цісках (толькі для нагнятальнага трубаправода).
Разліковую таўшчыню сценкі трубы вызначаюць па формуле (4.1)
δр= , (4.1)
дзе р – рабочы ціск у трубаправодзе (Р = ρ g h ), Па;
d – унутраны дыяметр трубаправода;
φ – каэфіцыент трываласці зварнога шва (φ=0.7 – 1.0);
[σ] – дапушчальная напружанне разрыву матэрыялу труб (σ = 80 – 120 МПа)
С – запас таўшчынi сценкi на карозiю, якi быў вылiчаны ў раздзеле 1 па формуле (1.1)
Р=992·9.81·18.99=184801.6 Па,
Прынiмаем φ=0.85
[σ]=100 МПа
δр=
Параноўваем з велiчынёй якая дадзена ў ДАСТе, δ=5мм, калi выконваеца суадносiна δ> δр тады трубы застаюцца
5>2.104;
Суадносiна выконваецца, а гэта значыць, што таўчыня сценкi труб была выбрана правiльна.
5. Падбор центрабежнай помпы I даследаванне рэжымау яе работы
Цэнтрабежныя помпы з’яўляюцца аднымі з найбольш распаўсюджаных канструкцый лопасцевых гідраўлічных машын, якія прызначаны для перамяшчэння і пад’ёму розных вадкасцей. Дзякуючы таму, што яны маюць даволі высокі ККДз, адносна простую канструкцыю, характарызуюцца раўнамернай падачай вадкасці, маюць шырокі дыяпазон прадукцыйнасці і напору, яны атрымалі шырокае распаўсюджванне ў хімічнай прамысловасці.
Падбор помпы неабходна рабіць з дапамогай каталога помп [2] па вызначаных раней значэннях падачы помпы Q і патрэбнага напору Н.
Пры Q=12·10-3 м3/с і Н=18.99 м выбіраем помпу тыпу 3к-9 з частатой n=2900 хвіл-1. З графіч -най характарыстыкі пры бягучых значэннях расходу запісваем значэнні напору Н, магутнасці N, ККДз η, і запісваем у таблiцу 5.1.
Табл. 5.1
Q, м3/с |
0 |
2·10-3 |
4·10-3 |
6·10-3 |
8·10-3 |
10·10-3 |
12·10-3 |
14·10-3 |
16·10-3 |
Н, м |
24 |
24,4 |
24,6 |
24 |
22,7 |
21 |
19 |
16,4 |
14,1 |
N, кВт |
1 |
1,5 |
2,1 |
2,6 |
3 |
3,2 |
3,35 |
3,3 |
3,2 |
η, % |
0 |
24 |
45 |
56 |
63 |
67 |
70 |
70 |
70 |
Па атрыманых значэннях на міліметровая паперы (фармат А4(210х297 мм)) будуем графічныя характарыстыкі помпы Н=f(Q), N=f(Q) і η=f(Q), якія прыведзены на рыс. 5.1.
Пры рабоце цэнтрабежнай помпы на трубаправодную сістэму сустракаюцца розныя схемы iх уключэння з рознай камбінацыяй усмоктвальнага і нагнятальнага трубаправодаў. Адна помпа можа працаваць на адзін ці два нагнятальныя трубаправоды, сустракаюцца схемы паслядоўнага і паралельнага ўключэння помп. Прааналiзуем кожны выпадак.
5.1. Вызначэнне рэжыму работы помпы на адзін нагнятальны трубаправод.
Схема работы помпы на адзін нагнятальны трубаправод прыведзена на рыс. 5.2.
Гэта задача вырашаецца графааналітычньм спосабам, г.зн. неабходна знайсці помпы Н=f(Q) з гідраўлічнай характарыстыкай трубаправода Нп = f(Q), які складаецца з усмоктвальнага і нагнятальнага.
Схема работы помпы на адздін нагнятальны трубаправод.
Рыс.5.2.
Разлік характарыстыкі правдзiм для абодвух трубаправодаў згодна з методыкай, якая выкладзена ў разделе 3, пры розных значэннях Q у межах характарыстыкi выбранай помпы. Усе разлікі вядзем у таблічнай форме.
Разлiк характарыстык для ýсмоктвальнага трубаправода прыведзены ý таблiцы 5.2.
Табл.5.2.
Q,м3/с |
0 |
2·10-3 |
4·10-3 |
6·10-3 |
8·10-3 |
10·10-3 |
12·10-3 |
14·10-3 |
16·10-3
|
V,м/с |
0 |
0,1132
|
0,2265
|
0,3397
|
0,4529
|
0,5662
|
0,6794
|
0,7926
|
0,9059
|
Re |
0 |
25684
|
51369
|
77053
|
102738
|
128422
|
154107
|
179791
|
205476
|
λ |
0 |
0,02570
|
0,02219
|
0,02054
|
0,01954
|
0,01885
|
0,01835
|
0,01797
|
0,01766
|
Σξ |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14 |
5,14
|
Σhусм |
0 |
0,0056
|
0,0212
|
0,0463
|
0,0810
|
0,1250
|
0,1785
|
0,2413
|
0,3135
|
Разлiк характарыстык для нагнятальнага трубаправода прыведзены ý таблiцы 5.3.
Таблi. 5.3.
Q,м3/с |
0 |
2·10-3 |
4·10-3 |
6·10-3 |
8·10-3 |
10·10-3 |
12·10-3 |
14·10-3 |
16·10-3 |
V,м/с |
0 |
0,2106 |
0,4211 |
0,6317 |
0,8422 |
1,0528 |
1,2634 |
1,4739 |
1,6845 |
Re |
0 |
35024
|
70049 |
105073
|
140097
|
175121
|
210146
|
245170
|
280194
|
λ |
0 |
0,02434 |
0,02137 |
0,02004 |
0,01926 |
0,01874 |
0,01837 |
0,01809 |
0,01787 |
Σξ |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
Σhнагн |
0 |
0,1299 |
0,4589 |
0,9708 |
1,6618 |
2,5301 |
3,5748 |
4,7955 |
6,1918 |
Нп |
15,23
|
15,37
|
15,71
|
16,25
|
16,98
|
17,89
|
18,99
|
20,27
|
21,74
|
У канцы таблiцы 5.3. дабаўляецца яшчэ адзін радок Нп, які вызначаецца па формуле (3.1.).
Атрыманыя значэнні Нп і Q наносiм ў тым жа маштабе на графік характарыстыкі помпы, прыведзеным на рыс. 5.1. i вычарцiм залежнасць Нп=f(Q). Пункт перасячэння характарыстыкi помпы Н=f(Q) і характарыстыкі трубаправода Нп=f(Q) з’яўляецца рабочым пунктам 1 сумеснай работы помпы на адзін нагнятальны трубаправод. На графіку знаходзiм адпаведныя гэтаму пункту значэнні:
Н1=19 м; Q1=12·10-3 м3/с; N1=3,37 кВт; η1=69,7 %.
Вызначаем паказчык аптымальнага рэжыму работы помпы па формуле 5.1
Δη=ηmax-η1, (5.1)
Δη=70,5-69,7=0,8%
Так як атрымалi Δη = 0,8% < 5% , то магчыма зрабіць вывад, што гэты рэжым работы помпы эканамічны і значыць аптымальны.
5.2. Вызначэнне рэжыму работы помпы на два нагнятальныя трубаправоды.
Пры здзяйсненні тэхналагічных працэсаў часта ўзнікае неабходнасць у раздзяленні патокаў вадкасці, якая транспартуецца па трубаправодах. Разгледзім работу помпы на два нагнятальныя трубаправоды з аднолькавымі гідраўлічнымі
супраціўленнямі ў кожным з іх. Пры рашэнні гэтай задачы неабходна вычарціць прынцыповую схему помпавай устаноўкі якая прыведзена на рыс. 5.3 (усе памеры трубаправодаў, а таксама мясцовыя супраціўленні на кожным трўбаправодзе прынiмаем згодна з зададзенай схемай, а страты да вузлавога пункту злучэння двух нагнятальных трубаправодаў не ўлічваем).
Гэта задача таксама вырашаецца графааналітычным спосабам, гэта значыць неабходна знайсці рабочы пункт 2, якi з’яўляецца пунктам перасячэння характарыстыкі помпы Н=f(Q) i гідраўлічнай характарыстыкі трубаправода Нп=f(Q). Але неабходна ўліч-ваць, што пры двух нагнятальных трубаправодах з аднолькавымі гідраўлічнымі супраціўленнямі (паралельнае злучэнне трубаправодаў) разліковая гідраўлічная сістэма складаецца з аднаго ўсмоктвальнага трубаправода, па якім праходзіць расход Q, і аднаго нагнятальнага, па якім праходзіць расход 0,5Q. Таму ўсе разлікі праводзiм згодна з методыкай раздела 3 i падраздела 5.1.
Работа помпы на два нагнятальных трубаправода
Рыс. 5.3
Так як па ўсмоктвальным трубаправодзе праходзіць расход Q, то значэнні Σhусм можна прыняць з раздела 5.1, а разлік нагнятальнай лініі правесці для той жа колькасці расходаў, але велічыня іх павінна складаць адпаведна 0,5Q для кожнага з iх. Усе разлікі зводзiм ў табліцу 5.4. Па даных табліцы раздзела 5 на міліметровай паперы будуiм характарыстыку помпы, а потым у гэтым маштабе будуем характарыстыку сістэмы з дзвюма нагнятальнымі лініямі.
Табл. 5.4.
0,5Q,м3/с |
0 |
2·10-3 |
4·10-3 |
6·10-3 |
8·10-3 |
10·10-3 |
12·10-3 |
14·10-3 |
16·10-3 |
V, м/с |
0
|
0,1053 |
0,2106 |
0,3158 |
0,4211 |
0,5264 |
0,6317 |
0,7370 |
0,8422 |
Re |
0 |
17512 |
35024 |
52536 |
70049 |
87561 |
105073 |
122585 |
140097 |
λ |
0 |
0,02823 |
0,02434 |
0,02249 |
0,02137 |
0,02060 |
0,02004 |
0,01961 |
0,01926 |
Σξ |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
2,19 |
Σhнагн, м |
0 |
0,0375 |
0,1299 |
0,2711 |
0,4589 |
0,6923 |
0,9708 |
1,2941 |
1,6618 |
Σhусм ,м |
0 |
0,0056 |
0,0212 |
0,0463 |
0,081 |
0,125 |
0,1785 |
0,2413 |
0,3135 |
Нп, м |
15,23 |
15,28
|
15,38
|
15,55
|
15,77
|
16,05
|
16,38
|
16,77
|
17,21
|
Перасячэнне іх дасць нам рабочы пуккт 2, па якiм атрымаем параметры:
Н2=16.75 м; Q2=13,8·10-3м3/с; N2=4,32 кВт; η1 = 70,5 %.
Вызначаем паказчык аптымальнага рэжыму работы помпы па формуле 5.2
Δη=ηmax–η2, (5.2)
Δη=70,5-70,5=0%
Калі параўнаць Q1 H1 N1 і Q2 H2 N2, то атрымаем, што пры рабоце на два нагнятальных трубаправода патрэбна большы расход але меньшы напор, η1 > η2 , гэта значыць што больш аптымальны і эканамічны рэжым на два нагнятальных трубаправода.
5.3. Паслядоýная работа дзввх помп.
У тым выпадку. калі з дапамогай адной помпы нельга забяспечыць патрэбны напор, прымяняюць паслядоўную работу дзвюх помп, схема злучэння прадстаўлена на рыс.5.4.
Паслядоўная работа дзвюх помп
Рыс. 5.4.
Пры гэтым падача помп не павялічваецца (застаецца без змянення), а напор павялічваецца. Для гэтага неабходна падабраць дзве помпы, для якіх Q зяўляецца аднолькавым (зададзеным), а патрабаваны напор Нп = 0,5 Нп (дзе Нп - напор, які вылічаны ў раздзеле 3). Выбар помп праводзім такім жа чынам, як і ў раздзеле 5, і запаўняем такія ж самыя табліцы адпаведна для дзвюх помп.
Пры Нп=0.5·Нп=0.5·18,99=9,495 м ;Q=12·10-3м3/с выбіраем із каталога [2] помпу тыпу АХ 45/21(4АХ-6), n=1450 хвіл-1. Па атрыманых значэннях, якiя прадстаўлены ў таблiце 5.5, на міліметровай паперы на адым лісце будуем графічную характарыстыку (Н=f(Q)) выбраных помп і праводзім іх графічнае складанне, вынікам якога будзе агульная характарыстыка дзвюх помп, якія робяць сумесна на трубаправодную сістэму. Такое складанне рабiм наступным чынам: задаемся прамежкавым значэнням Q на характарыстыке помп і складваем значэнні Н, якія адпавядаюць гэтаму значэнню Q для кожнай помпы.
Табл. 5.5.
Q,м3/с |
0 |
2·10-3 |
4·10-3 |
6·10-3 |
8·10-3 |
10·10-3 |
12·10-3 |
14·10-3 |
16·10-3 |
18·10-3 |
20·10-3 |
Н, м |
17,03 |
16,96 |
16,91 |
16,69 |
16,34 |
15,66 |
14,74 |
13,26 |
11,42 |
9,37 |
7,2 |
N,кВт |
1,14 |
1,37 |
1,6 |
1,83 |
2,06 |
2,29 |
2,51 |
2,74 |
2,97 |
3,09 |
3,2 |
η,% |
0 |
18,3 |
32 |
42,3 |
46,9 |
48 |
49 |
48 |
46,9 |
42,3 |
37,7 |
Затым на гэты ж графік наносiм ў гэтым жа маштабе характарыстыку трубаправоднай сістэмы, якая была разлічана ў раздзеле 5.1. Пункт перасячэння яе з агульнай характарыстыкай дзвюх помп дасць нам рабочы пункт 3 з адпаведнымі параметрамі Q3, Н3, якія параўноўваем з велічынямі Q1 Н1.
Q3`=7·10-3 м3/с;H3`=16,5м; N3`=1,9кВт; η3 `= 45 %.
З-за таго, што няма кропкi перасячэння дзвюх характарыстык, то такi вiд злучэння немагчымы.