Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Контрольная работа: Расчет насосной установки

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра « Процессы и аппараты химической технологии»


Расчетное задание

по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»

РАСЧЕТ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ


Задание выполнила

студентка С.С. Ковальчук

Преподаватель

канд. техн. наук, доцент

А.В. Сугак


2010

Введение


Насосные установки широко применяются во всех отраслях народного хозяйства: в промышленности, в строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве. Это предусматривает знание теоретических основ гидравлики и умение выполнять практические гидравлические расчеты для широкого курса специалистов.

Задание охватывает «Расчет насосной установки» охватывает комплекс наиболее важных прикладных расчетов в области гидравлики и рекомендуется для выполнения студентами, изучающими курс «Процессы и аппараты химической технологии».

Приступая к выполнению задания, следует внимательно изучить его содержание, ознакомиться с научно – технической и учебной литературой.

При выполнении расчетного задания необходимо руководиться следующей методикой:

Изобразить схему насосной установки в соответствии с принятым вариантом;

выполнить расчет трубопровода, построить расчетную характеристику сети в координатах: потребный напор Н, расход жидкости V;

Осуществить подбор насоса и нанести характеристики насоса на график с изображением характеристики сети;

Рассчитать мощность на валу насоса, номинальную мощность электродвигателя насосной установки [1].


1. Расчетное задание


Начальные данные :

жидкость вода;

температура t – 40 Со;

расход Vж – 10 л/с – 0,01 м3/с;

геометрический напор Нг – 25 м;

давление в резервуарах – Р1= 0,1 МПа, Р2= 0,15 МПа;

общая длина трубопровода L – 150 м.

Местные сопротивления на трубопроводе ξ:

На всасывающей линии:

заборное устройство (обратный клапан с защитной сеткой) 1 шт.=4,3;

плавный поворот (отвод) 2 шт.=0,14*2=0,28;

На напорной линии:

задвижка (или вентиль) 1 шт. = 0,5;

плавный поворот (отвод) 2 шт. = 0,14*2 = 0,28;

выход из трубы (в аппарат Б) 1 шт. = 1.

Число оборотов рабочего колеса n = 3000 об/мин.


Расчет насосной установки

Рисунок 1. Схема насосной установки.

2. Гидравлический расчет трубопровода


2.1 Выбор диаметра трубы


Диаметр трубы рассчитывают по формуле


Расчет насосной установки (1)


гдеd – диаметр трубы (расчетный), м;

V – заданный расход жидкости, м3 / с;

W – средняя скорость жидкости, м/с.

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

Расчет


Расчет насосной установки


Действительный диаметр трубы равен


d1=159 x 5.0 мм

d2=108 x 5.0 мм


По принятому действительному диаметру трубы уточняют среднюю скорость жидкости

Расчет насосной установки (2)

Расчет насосной установки


2.2 Определение высоты установки насоса (высота всасывания)


Допустимую высоту всасывания рассчитывают по формуле


Расчет насосной установки (3)


гдеРасчет насосной установки- допустимая высота всасывания, м;

Р1 – заданное давление в расходном резервуаре, Па;

Рн.п. – давление насыщенных паров жидкости при заданной температуре, Па;

Ƿ - плотность жидкости, кг/м3;

Расчет насосной установки - потери напора во всасывающей линии, м;

Расчет насосной установки - допустимый кавитационный запас, м.


Определение допустимого кавитационного запаса

Критический запас


Расчет насосной установки (4)


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

n – частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин.

Расчет насосной установки


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


Расчет насосной установки


Расчет потерь напора во всасывающей линии

Расчет выполняется по принципу сложения потерь напора


Расчет насосной установки (5)


гдеλ – коэффициент трения;

l1 – длина всасывания линии, м;

d1 – диаметр всасывающей трубы, м;

ξобр.кл. ξп.п. – коэффициенты местных сопротивлений;

w1 – скорость жидкости во всасывающей линии, м/с.

Коэффициент трения зависит от критерия Рейнольдса Re и относительной шероховатостью


λ = f(Re,E) (6)


Критерий Ренольдса вычисляют по формуле


Расчет насосной установки (7)


гдеρ – плотность жидкости, кг/м3;

μ – коэффициенты динамической вязкости, Па.с.


Расчет насосной установки


Относительная шероховатость (гладкость) вычисляют по формуле


Расчет насосной установки (8)


где е – величина эквивалентной шероховатости.


Расчет насосной установки


При расчете критерия Ренольдса мы показали что режим турбулентный, а значит коэффициент трения выбирается по графику Г.А. Мурина

λ=0,0215

Рассчитываем потери напора по формуле (5)


Расчет насосной установки


Далее рассчитываем допустимую высоту всасывания по формуле (3)

Расчет насосной установки

Расчет насосной установки

насос трубопровод мощность электродвигатель

Величина l1 по заданию связана с определенной величиной hвс.. Поэтому расчет выполняют методом последовательных приближений. Для этого необходимо:

- задаться величиной l1с м;

- определить Расчет насосной установкиhп.вс.;

- вычислить hвс ;

- проверить условие l1=hdc+3 м


9=6.214+3 м

9=9.2 м


Отклонение меньше чем 10% поэтому расчет верный.


2.3. Построение кривой потребного напора (характеристики сети)


Потребный напор Нпотр – напор в начале трубопровода, обеспечивающий заданный расход жидкости. Зависимость потребного напора от расхода Нпотр=f(V) называется кривой потребного напора, или характеристикой сети. Потребный напор вычисляют по формуле


Расчет насосной установки (9)


гдеНг – геометрическая высота подъема жидкости, м;

Р1, Р2 – давление в резервуарах соответственно напорном и расходном, Па;

Расчет насосной установки - сумма коэффициентов местных сопротивлений на всем трубопроводе.

Сумма местных сопротивлений

Расчет насосной установки


где ξоб.кл – заборное устройство (обратный клапан с защитной сеткой) ;

ξп.п – плавный поворот (отвод);

ξзд – задвижка (или вентиль);

ξвых – выход из трубы (в аппарат Б).


Расчет насосной установки


Первые два слагаемых в (1.9.) не зависят от расхода. Их сумма называется статическим напором Нст


Расчет насосной установки (10)

Расчет насосной установки


В случае турбулентного режима, допуская квадратичный закон сопротивления (λ=const), можно считать постоянной величиной следующие выражение:


Расчет насосной установки (11)

Расчет насосной установки м


С учетом предыдущих формул, выражение для потребного напора можно представить как


Расчет насосной установки

Расчет насосной установки


Для построения кривой потребного напора необходимо задаться несколькими значениями расхода жидкости, причем как меньше заданного расхода, так и большего его, а так же равным заданному.


Таблица 1 Характеристика сети


V1 V2 V3 V4 V5 V6
V2 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025
Нпотр 30 30.87 33.498 37.87 43.99 51.86

3. Подбор насоса


Исходными параметрами для подбора насоса являются его производительность, соответствующая заданному расходу жидкости и потребный напор Нпотр . Вычисляют удельную частоту вращения по формуле:


Расчет насосной установки ,


где n – частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин


Расчет насосной установки


По удельной частоте вращения nу определяют тип насоса

13…25 – центробежный тихоходный

Пользуясь сводным графиком [3] подачи и напоров для данного типа насоса, определяем марку насоса. Для этого на график наносят точку с координатами Vзад, Нпотр .

Для расхода V=0,01м3/с и напора Нпотр=33,49, марка насоса 3К9 n=2900 об/мин.

После выбора марки насоса главную характеристику необходимо перенести на график с характеристической сети. На поле того же графика переносят кривую КПД ή = f(V).По полученным параметрам вычисляют мощность на валу насоса [кВт]


Расчет насосной установки кВт,


гдеNв – мощность на валу, кВт;

ρ – плотность жидкости, кг/м3;

V – производительность насоса (заданный расход жидкости) м3/с;

Н – напор насоса, м;

ή - КПД насоса.


Расчет насосной установкикВт


Полагая, что для лопастных насосов промежуточная передача между двигателями и насосом отсутствует, а КПД соединительной муфты можно принять равным 0,96, определяют номинальную мощность двигателя


Расчет насосной установкикВт

Расчет насосной установки кВт


где ήдв – КПД.

Для предварительной оценки Nдв можно приближенно принять Ƞдв=0,8.

С учетом возможности пусковых перегрузок при включении насоса в работу установочную мощность двигателя принимают больше номинальной


Расчет насосной установки кВт,


гдеРасчет насосной установки - коэффициент запаса мощности.


Расчет насосной установки кВт


Вывод


В результате расчета был вычислен диаметр трубопровода на всасывающей линии d1 = 159 x 5.0 мм и на напорной линии d2 = 108 x 5.0 мм;

была построена характеристическая сеть;

вычислили удельную частоту вращения;

выбрали тип насоса по удельной частоте;

выбрали марку насоса 3К9, число оборотов рабочего n = 2900 об/мин.


Список использованных источников


Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. – Л.: Химия, 1981. – 560 с.

Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – Москва 2005. – 750 с.

Туркин В.В. Расчет насосной установки. – Ярослав. политехн. ин-т. Ярославль, 1991. – 19 с.

Похожие работы:

  1. • Расчет водоснабжения поселка и насосной установки
  2. • Расчет водоснабжения поселка и насосной установки
  3. • Особенности написания курсового проекта по дисциплине ...
  4. • Расчет проекта инженерных сетей внутреннего ...
  5. • Отопительно-производственная котельная птицефабрики
  6. • Основы проектирования и эксплуатации ...
  7. • Охрана труда
  8. • Южно-Ягунское нефтяное месторождение
  9. • Расчет кожухотрубного теплообменника
  10. • Расчет внутреннего водопровода зданий и сооружений
  11. • Проектирование гидропривода к сверлильному станку для ...
  12. • Проектирование рабочего оборудования одноковшового ...
  13. • Внутреннее водоснабжение и канализация жилого здания
  14. • Проектирование систем электроснабжения промышленных ...
  15. • Безопасность жизнедеятельности
  16. • Инженерная геология
  17. • Расчёт многокорпусной выпарной установки
  18. • Диспетчеризация в строительстве
  19. • Электрификация животноводческой фермы крупного ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com