Определение рабочих параметров (Qр - Hр) системы насосная станция - трубопровод

1. Определение рабочих параметров (Qр - Hр) системы насосная станция - трубопровод

Для решения задачи необходимо :

1. Составить уравнение гидравлической сети.

2. Построить графическое изображение этого уравнения в координатах Q- H.

3. Нанести на этот график характеристику насоса и определить координаты точки пересечения напорной характеристики насоса и характеристики сети (координаты рабочей точки).

Последовательность решения задачи.

1). Выбираем два сечения - н-н и к-к, перпендикулярные направлению движения жидкости и ограничивающие поток жидкости (Рис. 1).

H₁

H₂

l₁ , d₁

1 5

l₂ , d₂

p_м(р_v)

0 н н 0

к к

Рис.1. Схема установки

2). Применяем в общем виде закон сохранения энергии для сечений н-н и к-к с учетом того, что жидкости добавляется энергия в насосе, равная потребному в данной сети напору H_потр:

(1)

где J- - скорость движения жидкости в трубопроводе;

x_i - коэффициенты местных сопротивлений;

р_ни р_к- абсолютные давления в центрах тяжести сечений;

z_н иz_к- вертикальные отметки центров тяжести сечений;

a_н и a_к - коэффициенты Кориолиса.

3). Раскрываем содержание слагаемых уравнения (1) для нашей задачи.

z_н=0; z_k=H₁+H₂.

рн = рат+ рм ;

р_{к =}R/S + р_{ат .},

где S=p×D²/4 – площадь сечения поршня.

J_н » 0; J_к= Q/w_к==Q/(p×D²/4).

(5)

4). Подставляем в уравнение (1) определенные выше значения слагаемых:

; В этом уравнении атмосферное давление сокращается, р_м, R, h_вс, h_н, d_вс, d_н, l_вс, l_н известны по условию; åx_вс = x_вх+x_пов.=6,4+1,32=7,74; åx_нагн. = x_кр+2x_пов+x_вых..=0+2×1,32+1=3,64. (6)



5). Выражаем в уравнении (6) скорости J₁ и J₂ через расход жидкости:

J₁ = Q / w₁=4Q/p×d₁²;          J₂ = Q / w₂=4Q/p×d₂²;



6). Упрощаем уравнение (6) и определяем потребный напор H_потр. :

(7)

    Зависимость (7) и представляет собой уравнение (характеристику) гидравлической сети. Это уравнение показывает, что в данной сети напор насоса расходуется на подъем жидкости на высоту (H₁+H₂), на преодоление противодавления R/S - р_м и на преодоление гидравлических сопротивлений.



7) Строим характеристику насоса Д-320 и наносим на нее графическое изображение характеристики сети (7).

    Для построения характеристики сети задаемся несколькими значениями расхода жидкости из рабочего диапазона насоса Д-320 и вычисляем по уравнению (7) значение потребного напора H_потр.

Анализ формулы (7) показывает, что при задании расхода Q все величины в правой части уравнения известны, кроме коэффициента трения l.

Согласно рис.2, рабочая точка насоса имеет следующие параметры:

Q = 44× 10^-3м³/с,     H = 80м,     h =0,68

h_н - коэффициент полезного действия насоса.

8) Определяем мощность приводного двигателя:

N_дв.=r×g×H×Q/h=996,5×9,8×80×44×10^-3/0,68= 51 кВт.

Рис.2. Определение рабочей точки насоса.

12 Следующая ⇒