Гидравлический расчет насосной установки

Основная расчетная схема изображена на рис. 11.

Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений

h_w = ∑h_f + ∑h_i, м, (86)

где ∑h_f - сумма потерь напора по длине, м;

∑h_i - сумма местных потерь напора, м.

Если трубопровод на всем протяжении имеет постоянный диаметр, то вместо ∑h_f можно записать просто h_f.

Потери напора по длине при наличии одного транзитного расхода, например, на участке I (рис. 9) определяется по формуле

h_f = (Q²/k²)l, м, (87)

где Q - расход, м³/с;

l - длина трубопровода, м;

k - расходная характеристика, которая зависит от диаметра трубопровода d и коэффициента шероховатости n, м³/с. Для большинства водопроводных труб
n = 0,0125.

Зависимость расходной характеристики k от диаметра трубы при n=0,0125 показана на рис. 11.

Местные потери напора h_i определяются по формуле, м,

h_i = ξ(Q²/2gw²), (88)

где ξ - коэффициент местного сопротивления, зависящий от конструкции сопротивления (ξ сетки = 9,7; ξ колена = 0,2; ξ задвижки = 0,3);

w = πd²/4 - площадь сечения потока, м².

Тогда общие потери напора при наличии одного транзитного расхода, м.

h_w = Q² [(l/k²) + (∑ξ/2gw²)], (89)

Рис. 11. Зависимость расходной характеристики от диаметра трубы

Рис. 12. Схема путевого расхода

При наличии путевого расхода (рис.13), м,

h_f = 1/3(Q²/k²)l, (90)

В соответствии с рис. 13 участки I, II, III, IV - пропускают транзитный расход, а на участках V и VI имеется только путевой расход.

Суммарное сопротивление получается сложением гидравлических сопротивлений отдельных участков. При этом необходимо обращать внимание на то, как работают участки - последовательно или параллельно. Если участки работают последовательно (рис. 13, а), то при одном и том же расходе потери напора складываются. Если участки работают параллельно (рис.13, б), то определяют расход на каждом из участков и на основании этого рассчитывают их сопротивления. Общее сопротивление разветвленного участка

h_w∑ = (h_w1 + h_w2 + … + h_wi)/i, (91)

где i - число параллельных участков.

Выбор насоса производится с учетом его совместной работы с трубопроводом.

Напор насоса проектируемой насосной установки, м,

Н = H_r + h_w, (92)

где H_r - геометрический напор, м;

h_w- потери напора, м.

Далее, руководствуясь капором Н и производительностью Q, по каталогу выбирают марку насоса. Если насос подобрать не удается, необходимо изменить один из параметров (например давление истечения струи) и выполнить повторный расчет.

Мощность на привод насоса определяют по формуле, кВт,

N = γQH/102η, (93)

где γ - плотность жидкости, кг/м³;

η - КПД насосной установки.

В расчетах можно применять η = 0,76 … 0,79.

Рис. 13. Схемы соединения участков трубопроводов: а) последовательное соединение; б) параллельное соединение

Рис. 14. К расчету привода щеток: а) схема работы щетки; б) деформация щетки

Насос, во избежание появления кавитации, лучше устанавливать как можно ниже по отношению к уровню воды в заборном колодце. Если высота насоса над уровнем воды более 3 м, необходимо произвести дополнительный расчет на возможность кавитации.

Дата добавления: 2014-11-29