Розрахунок насосних установок

Івано-Франківський національний технічний

Університет нафти і газу

Кафедра нафтогазової гідромеханіки

Гімер Р.Ф.

Розрахунок насосних установок

Методичні поради та завдання до курсової роботи з дисципліни: “Гідравліка і гідропривід” для студентів напряму підготовки 0903 – “Гірництво”

Івано-Франківський національний технічний

Університет нафти і газу

Кафедра нафтогазової гідромеханіки

Гімер Р.Ф.

Розрахунок насосних установок

Методичні поради та завдання до курсової роботи з дисципліни: “Гідравліка і гідропривід” для студентів напряму підготовки 0903 – “Гірництво”

МВ 02070855 – 1216 – 2003

Гімер Р.Ф. Розрахунок насосних установок. Курсова робота. Методичні вказівки. – Івано-Франківськ: Факел, 2003. – 50 стор.

Методичні поради складені на основі робочої програми курсу “Гідравліка і гідропривід” і призначені для виконання курсової роботи студентами спеціальності “Газонафтопроводи та газонафтосховища” всіх форм навчання

Рецензент – д-р техн. наук, проф. М.Д.Середюк

Дане видання – власність ІФНТУНГ.

Забороняється тиражувати та розповсюджувати без відома авторів.

Гімер Р.Ф. Розрахунок насосних установок. Курсова робота. Методичні вказівки. – Івано-Франківськ: Факел, 2003. – 50 стор.

Методичні поради складені на основі робочої програми курсу “Гідравліка і гідропривід” і призначені для виконання курсової роботи студентами спеціальності “Газонафтопроводи та газонафтосховища” всіх форм навчання

Автор – професор, доктор техн. наук Р.Ф.Гімер

Відповідальний за випуск -

зав. кафедри нафтогазової гідромеханіки,

професор, доктор техн. наук Р.Ф.Гімер

Рецензент – професор, доктор техн. наук М.Д.Середюк

Нормоконтролер О.Г.Гургула

Коректор Н.Ф.Будуйкевич

Член експертно-рецензійної

комісії університету М.П.Возняк

Дане видання – власність ІФНТУНГ.

Забороняється тиражувати та розповсюджувати без відома авторів.

Зміст

Вступ..................................................................................................................................... 5

Завдання до курсової роботи “Розрахунок циркуляційної насосної уста­новки” 6

1 Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 1-10......................... 11

1.1 Розрахунок необхідної подачі насоса Q................................................... 11

1.2 Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі (в мм рт.ст.).... 12

1.3 Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса.................... 14

1.4 Визначення діаметра зливного трубопроводу........................................ 18

1.5 Визначення втрат напору в місцевих опорах напірної лінії і їх еквівалентної довжини 20

1.6 Визначення різниці показів манометрів p_{M 2} і p_{M 3}..................................... 24

1.7 Розподіл швидкості в нормальному перерізі напірного трубо­проводу (переріз 5–5) 25

1.8 Визначення величини необхідного тиску на виході насоса і необ­хідної потужності приводу насоса 28

1.9 Розрахунок мінімальної товщини стінки напірного водопроводу..... 30

1.10 Вибір насоса циркуляційної установки.................................................... 32

1.10.1 Побудова характеристики насоса................................................... 32

1.10.2 Побудова характеристики напірного трубопроводу................. 34

1.10.3 Визначення робочої точки насосної установки.......................... 36

2 Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 11-20....................... 39

2.1 Визначення необхідної подачі насоса...................................................... 39

2.2 Визначення рівня рідини H ₁ в проміжній ємності C................................ 40

3 Вказівки до виконання курсової роботи для варіантів 21-30....................... 41

3.1 Визначення рівня рідини в проміжній ємності C..................................... 41

3.2 Визначення перепаду напору у витратомірі Вентурі в мм.рт.ст...... 41

Додаток А – Приклад оформлення титульної сторінки....................................... 42

Додаток Б – Числові дані для завдання до курсової роботи.............................. 43

Додаток В – Технічні параметри відцентрових насосів....................................... 46

Додаток Г – Характеристика відцентрових насосів............................................. 48

Додаток Д – Результати розрахунку залежності h = f (d)..................................... 49

Додаток Е – Графік залежності h = f (d)..................................................................... 50

Додаток Ж – Розподіл швидкості в перерізі трубопроводу................................. 51

Додаток И – Графік сумісної характеристики насоса і трубопроводу........... 52

Література......................................................................................................................... 53

Вступ

Багатолітня практика засвідчує, що при проектуванні навіть простих насосних установок будь-якого призначення у студентів виникають труднощі у виборі алгоритму розв’язку задач, методу реалізації розв’язку задачі, підборі необхідного обладнання тощо. Особливо трудно дається вибір необхідних насосів і побудова сумісної характеристики насосної установки. Ці рекомендації розроблені для того, щоб облегшити засвоєння дисциплін гідромеханічного профілю студентами, які (згідно програми) виконують курсові розрахункові роботи чи курсові проекти. Рекомендації можуть бути використані також студентами при виконанні дипломних проектів, в яких є такі або подібні розділи.

В методичних вказівках наведені як завдання до курсової роботи, так і поради щодо вирішення завдань курсової роботи з прикладом їх розв’язання. Кожне з цих завдань можна розглядати і як приклад розв’язку відповідних гідродинамічних задач розрахунку роботи насосних установок.

Курсова робота повинна бути оформлена на форматі А4, у відповідності з діючими стандартами. Нумерація рисунків (в т.ч. графіків і таблиць) суцільна. В додатку поданий взірець титульної сторінки – першої сторінки пояснювальної записки.

Завдання до курсової роботи “Розрахунок циркуляційної насосної установки”

В циркуляційній установці (рис. 1) рідина через трубопровід зливається з басейна А в басейн В, звідки насосом подається в проміжний резервуар С і з нього знову зливається в басейн А.

На всмоктувальній лінії насосної установки змонтовані зворотній клапан 1, коліно 2, засувка 3, вакуумметр p_В.

На напірній лінії встановлені манометри p_{М 1}, p_{М 2}, p_{М 3}, швидкісна трубка 5, витратомір 6 і засувка 7. Проміжний резервуар С в дні має зовнішню циліндричну насадку 8.

Для циркуляційної установки необхідно:

1. Визначити необхідну подачу насоса (для варіантів 1…10 і 11…20).

2. Визначити перепад напору h_вен в ртутному дифманометрі витратоміра Вентурі з діаметром вузького перерізу якого d_вен і коефіцієнтом витрати m_вен (для варіантів 1…10 і 21…30).

3. Обчислити усталений рівень рідини H ₁ в проміжному резервуарі С, який має зливну насадку діаметром d_нас. Коефіцієнт витрати насадки – m_нас (для варіантів 11…20 і 21…30).

4. Визначити геометричну висоту всмоктування насоса H ₂.

5. Визначити необхідний діаметр зливного трубопроводу d_зл, за умови, що в басейні А рівень H ₃ – постійний. Розрахунки виконати з використанням ЕОМ. В додатках навести роздруківку програми і результатів розрахунків.

6. Визначити сумарні втрати напору в місцевих опорах напірної лінії і їх сумарну еквівалентну довжину.

7. Визначити різницю показів манометрів p_{М 2} і p_{М 3}.

8. Обчислити покази диференційного ртутного манометра швидкісної трубки 5, яка встановлена в центрі потоку.

9. Побудувати епюру розподілу швидкостей в перерізі, де встановлена швидкісна трубка.

10. Обчислити мінімальну товщину сталевої труби напірної лінії діаметром d, яка б витримувала подвійне підвищення тиску

Рисунок 1 Схема циркуляційної установки

при виникненні прямого гідравлічного удару (труба без шва, матеріал труб – сталь 20).

11. Визначити корисну потужність насоса.

Графічна частина і ілюстрації:

1. Схема установки (формат А4).

2. Рисунок до кожного пункту розрахунків.

3. Графік розподілу швидкості в перерізі 5.

4. Графік залежності h_i = f (d_і) для визначення діаметра зливного трубопроводу.

5. Сумісна характеристика циркуляційної насосної установки.

Відомі величини (числові дані наведені в додатку Б):

Варіанти 1-10

1. Фізичні властивості рідини: густина r і кінематична в’язкість n.

2. Довжини дільниць всмоктувальної і напірної ліній l_i, їх діаметри d_вс, d_нап і еквівалентна шорсткість D.

3. Довжина зливної труби l_зл, еквівалентна шорсткість D _зл, еквівалентна довжина всіх її місцевих опорів l_екв і висота H ₃ рівня води в басейні А відносно осі насосу.

4. Коефіцієнти місцевих опорів коробки зі зворотним клапаном і фільтром x_кор, коліна x_кол, засувки x_зас.

5. Усталений рівень води в резервуарі H ₁, діаметр насадки d_нас і коефіцієнт витрати m_нас.

6. Величина розрідження p_В і манометричний тиск p_{М 1}.

7. Діаметр звуженого перерізу d_вен і коефіцієнт витрати m_вен витратоміра Вентурі.

Варіанти 11-20

1. Фізичні властивості рідини: густина r і кінематична в’язкість n.

2. Довжини дільниць всмоктувальної і напірної ліній l_i, їх діаметри d_вс, d_нап і еквівалентна шорсткість D.

3. Довжина зливної труби l_зл, еквівалентна шорсткість D _зл, еквівалентна довжина всіх її місцевих опорів l_екв і висота H ₃ рівня води в басейні А відносно осі насосу.

4. Коефіцієнти місцевих опорів коробки зі зворотним клапаном і фільтром x_кор, коліна x_кол, засувки x_зас.

5. Діаметр d_нас і коефіцієнт витрати m_нас насадки в резервуарі С.

6. Величина розрідження p_В і манометричний тиск p_{М 1}.

7. Перепад напору в ртутному дифманометрі витратоміра Вентурі h_вен, діаметр звуженого перерізу d_вен і коефіцієнт витрати m_вен.

Варіанти 21-30

1. Витрата рідини Q і її фізичні властивості (густина r, кінематична в’язкість n).

2. Довжини дільниць всмоктувальної і напірної ліній l_i їх діаметри d_вс, d_нап, еквівалентна шорсткість труб D.

3. Довжина зливної труби l_зл, еквівалентна шорсткість труб D _зл, сумарна еквівалентна довжина місцевих опорів і висота H ₃ рівня рідини в басейні А над центром насоса.

4. Коефіцієнти місцевих опорів коробки зі зворотним клапаном і фільтром x_кор, коліна x_кол і засувки x_зас.

5. Діаметр d_нас і коефіцієнт витрати m_нас насадки в резервуарі С.

6. Величина розрідження p_В і манометричний тиск p_{М 1}.

7. Діаметр звуженого перерізу d_вен і коефіцієнт витрати m_вен витратоміра Вентурі.

Примітка: Методичні поради розв’язку окремих задач супроводжуються прикладами.

Вихідні дані для них наступні і відповідають схемі приведеній на рисунку 1:

· витрата рідини Q = 8,69 л/c;

· густина r = 1000 кг/м ³;

· кінематична в’язкість n = 0,011 см ²/ с;

· довжини дільниць всмоктувальної і напірної ліній l ₁ = 9 м, l ₂ = 5 м, l ₃ = 4 м, l ₄ = 4 м, l ₅ = 8 м, l ₆ = 100 м, l ₇ = 50 м, l ₈ = 10 м, l ₉ = 100 м, l ₁₀ = 12 м, їх діаметри d_вс. = 75 мм, d_нап = 70 мм і еквівалентна шорсткість D = 0,025 мм;

· довжина дільниці зливу l_зл = 20 м, еквівалентна довжина місцевих опорів l_екв =1,5 м на ній і еквівалентна шорсткість D _зл = 0,04 мм;

· висота рівня рідини в басейні А відносно осі насоса H ₃ = 0,96 м;

· коефіцієнт місцевих опорів коробки зі зворотним клапаном і фільтром x_кор = 6,5, коліна x_кол = 1,5, засувки x_зас = 1 на всмоктувальній лінії; величина вакууму перед входом в насос p_В = 54 кПа; манометричний тиск p_{М 1} = 240 кПа;

· діаметр звуженого перерізу d_вен = 30 мм і коефіцієнт витрати m_вен = 0,95 сопла Вентурі;

· покази дифманометра h_вен = 678 мм рт.ст. витратоміра Вентурі

· рівень рідини в проміжній ємності С: H ₁ = 3,63 м;

· діаметр d_нас = 40 мм і коефіцієнт витрати m_нас = 0,82 насадки.

Поиск по сайту: