Гидравлический расчет трубопроводной сети Подбор центробежного насоса

/>

Длина всасывающего трубопровода: LВС
= 5+0,01.
N.
n, м;

Давление в емкостях: P1
= Ратм
; Р2
= 2·Ратм
;

Высота столба жидкости в емкости 2: Н2
= 8м;

Вязкость нефтепродукта: ν = 2. 10-4
м2
/с;

Плотность нефтепродукта: ρ = 850 кг/м3
;

Геометрические отметки: Насоса = 20м;

Емкости 2 = 35м.

Q1 = 80+0,1. N. n, м3 /ч;	80,5
LH = L1-2 = 200+0.1. N. n, м;	200,5
LВС = 5+0,01. N. n, м;	5,05
P1 = Ратм ;	1
Р2 = 2·Ратм;	2

2. Трубопроводная сеть для перекачки вязкой жидкости

2.1 Гидравлический расчет трубопроводной сети

Расход жидкости определяется по формуле:

Qpi
= Qт
i
, Данные расчетных расходов заносят в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Значения расчетных расходов, диаметров труб, скоростей, потерь напора на участках от диаметров труб по ГОСТу

№ Участка	Расход воды		Диаметр		скорость	Коэф. Скор	Удельное сопротивление	Потери напора
М3 /час	М3 /с	м	Гост м	м/с	с2 /м6		м
1.-2	80,5	0,022361111	0,168776455	0,2	0,712137297	0,9	6,96	0,560955411
0.-1	80,5	0,022361111	0,217889467	0,25	0,45576787	0,6	2,19	0,004378524

Потери напора на участках сети определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

где – коэффициент гидравлического трения по длине;

КМ
- коэффициент, учитывающий местные потери напора

на расчетном участке (Км
=1,05‑1,10)

Li
– длина данного участка, м.

Коэффициент гидравлического трения находится исходя из зоны гидравлического сопротивления. Для этого необходимо определить число Рейнольдса (Re) и абсолютную эквивалентную шероховатость стенок трубопровода.

Число Рейнольдса определяется по формуле:

Коэффициент гидравлического сопротивления для этого случая определяется по формуле Шифринсона:

.

Для нагнетательного трубопровода
Число Рейнольдса	1294795,085
Коэффициент гидравлического трения	0,021647886
Для всасывающего трубопровода
Число Рейнольдса	113941,9674
Коэффициент гидравлического трения	0,020473307

Полученные результаты заносятся в таблицу 2.1.

2.2 Определение напора насоса

Потери во всасывающем трубопроводе	0,004379	1 вариант
Птери напора в нагнетательном	0,560955
Геометрический напор	18
Геометрическая высота = 7	6,995621
Абсолютное давление	3
Геометрический напор	24,99562
Стаический напор	44,99562
Напор насоса	45,56096
Коэффициент водопроводной сети	1130,624

2.3 Подбор центробежного насоса

По номенклатуре центробежных насосов по таблице приложения подбирается марка соответствующего насоса с характеристиками =0,022 м3
/с и =45,56 м. Зная марку насоса К 90-55 выбираются графические характеристики центробежного насоса (рисунок 2.1). Используя значения и , выбираем из рисунка 2.1 значения H, N, , где верхние линии для не обточенного рабочего колеса, средние линии частично обточенного и нижние линии для обточенного рабочего колеса.

Рисунок 2.1 - Характеристика марки центробежного насоса

2.3 Пересчет характеристик центробежного насоса

Так как вязкость перекачиваемой жидкости , больше вязкости воды, необходимо пересчитать характеристики насоса с воды на вязкую жидкость по формулам:

,

,

,

где - коэффициенты пересчета характеристик насоса с воды на вязкие жидкости. Принимаются по рисунку 2.2 в зависимости от числа Рейнольдса, которое определяется по формуле:

,

где
- подача насоса при максимальном КПД на воде

(принимаются из рисунка 2.1), = 0,025м3
/с;

- эквивалентный диаметр, м;

- кинематическая вязкость жидкости, м2
/с.

Рисунок 2.2 – Коэффициенты пересчета характеристик насоса с воды на вязкие жидкости

Эквивалентный диаметр определяется по формуле:

где – внешний диаметр рабочего колеса (Д2
= 200 ÷ 300 мм), м

– ширина лопатки рабочего колеса на внешнем диаметре, принимается по паспортным данным насоса (=15÷20 мм), м;

- коэффициент стеснения, .

Число Re на вязкую жидкость	931,695
Дэ	0,134164

Пересчет характеристик ведется в табличной форме (таблица 2.2)

Потребная мощность определяется по соответствующим показателям работы насоса на вязкой жидкости таблица 2.2 по значениям расхода, напора и коэффициента полезного действия:

Результаты вычислений заносятся в таблицу 2.3

Расход при мах КПД	0,025
Напор при МАХ КПД	42
МАХ КПД	0,71
Коэффициент Kq	0,85
Коэффициент Kh	0,9
Коэффициент Kn	0,58

Таблица 2.2 – Показатели работы насоса на воде и вязкой жидкости

Подача насоса, м3 /с			Напор насоса, м			КПД насоса
Q	KQ	Q	Hh	Kh	H	n	Kn	n
0,02	0,85	0,017	50,4	0,9	45,36	0,852	0,58	0,49416
0,025	0,85	0,02125	42	0,9	37,8	0,71	0,58	0,4118
0,03	0,85	0,0255	33,6	0,9	30,24	0,568	0,58	0,32944

Таблица 2.3 – Потребная мощность определяется по соответствующим показателям работы насоса на вязкой жидкости

Qi	0,017	0,02125	0,0255
Ni	1,560466	1,950583	2,340699

На характеристики насоса на воде наносятся пересчитанные характеристики этого насоса при работе на вязкой жидкости рисунок. 2.4.

Рисунок 2.4 – Характеристика трубопроводной сети и работы насоса на вязкой жидкости

2.4
Построение характеристики трубопроводной сети

Характеристика трубопроводной сети определяется по формуле:

,

Из уравнения коэффициент трубопроводной сети примет вид:

.

Задаваясь значениями расхода вязкой жидкости Qi
в пределах равных от (0.8 ÷ 1.4)·QH
и подставляя в формулу получим значения напора центробежного насоса Нi
для каждого расхода вязкой жидкости. Полученные данные Нi
и Qi
занесем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Характеристика трубопроводной сети на вязкую жидкость

Q1	0	0,017889	0,022361	0,026833	0,031306
H1	44,99562	45,35744	45,56096	45,8097	46,10368

На характеристику центробежного насоса Н = f(Q) (рисунок 2.4), нанесем в том же масштабе характеристику трубопроводной сети на вязкую жидкость Н1
=f(Q1
) полученную в результате расчета из (таблицы 2.4).

Точка пересечения характеристик насоса Н=f(Q) и трубопроводной сети на вязкую жидкость Н1
=f (Q1
) является рабочей точкой насоса. Она показывает, что данный центробежный насос, работая на трубопроводную сеть, развивает напор НН
, создает подачу QH
, затрачивая определенную мощность NH
, при КПД насоса - .

2.5
Расчет электродвигателя

Расчетная мощность электродвигателя находится по формуле:

=4,9Квт

Зная , частоту вращения насоса - n, условия работы насоса, характеристику окружающей среды подбирается электродвигатель для данного центробежного насоса.