ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА

 

2.1 Мета і завдання

 

2.1.1 Ознайомитись з методикою розрахунку висоти всмоктування відцентрового насоса.

2.1.2 Визначити втрати напору в місцевих опорах та по довжині вхідної лінії.

2.1.2 Визначити висоту всмоктування відцентрового насоса.

 

Тривалість заняття – 2 години.

 

2.2 Теоретичні відомості

 

Рівняння Д. Бернуллі для перерізів 0-0 і 1-1(рис. 2.1):

,

(2.1)

де – висота розміщення перерізів відносно площини порівняння (висота всмоктування);

p ₀ = p_ат, p ₁ = p_ат – p_вак – тиск в перерізах;

– швидкість рідини в перерізі 1–1;

– втрати напору при русі рідини від перерізу 0-0 до перерізу 1-1, які складаються з втрат напору на тертя і втрат напору на місцевих опорах .

Підставивши значення членів рівняння Д.Бернуллі у вихідну формулу і після скорочення на розв’яжемо відносно висоти всмоктування .

(2.2)

Втрати напору на тертя в місцевих опорах розраховують за формулою:

,

(2.3)

де , задані величини місцевих опорів коробки зі зворотнім клапаном, коліна і засувки.

1 - сітка-фільтр; 2 - зворотний клапан; 3 - коліно 90°;

4 - засувка; 5 – відцентровий насос

Рисунок 2.1- Розрахункова схема вхідної лінії насоса

 

Втрати напору на тертя по довжині трубопроводу:

.

(2.4)

Коефіцієнт гідравлічних втрат напору на тертя l в трубопроводі діаметром d в загальному випадку залежить від режиму течії (числа Re) і еквівалентної шорсткості труб D _e:

.

(2.5)

Число Рейнольдса Re визначається за формулою:

,

(2.6)

де n – коефіцієнт кінематичної в’язкості води в м ²/ с, (1 Ст=

= см ²/ с= 10^-4 м ²/ с).

Якщо Re £ (Re _кр = 2320), то течія ламінарна і l = 64/Re.

Тоді

.

(2.7)

Якщо Re _кр < Re £ (Re_I = 10 d/ D _е) (Re_I – перше перехідне число Рейнольдса) або Re £ 10⁵, то це – перша зона турбулентного режиму течії або зона гідравлічно гладких труб, і коефіцієнт гідравлічного тертя l вираховується за формулою Блазіуса:

.

(2.8)

Якщо Re_I < Re < (Re_II = 500 d/ D _е), то це – зона змішаного тертя, і справедлива формула А.Альтшуля:

.

(2.9)

При Re > Re_II – зона автомодельної течії, коли не залежить від числа Re, а значить, і від швидкості течії. Це, так звана, зона квадратичного опору або абсолютно шорстких труб течії, в якій коефіцієнт гідравлічного опору визначається за формулою Шифрінсона:

.

(2.10)

 

2.3 Порядок виконання роботи

 

При розрахунку використовувати дані табл. 2.1.

2.3.1 Проводимо умовно перерізи 0-0 і 1-1 так, як це показано на рис. 2.1. Робимо порівняльну характеристику стану рідини в цих двох перерізах. При цьому за площину порівняння виберемо переріз 0-0.

Тоді рівняння Бернуллі набуде такого вигляду:

.

(2.11)

Звідси,

.

(2.12)

2.3.2 Визначаємо втрати напору в місцевих опорах за формулою:

,

(2.13)

де – коефіцієнти місцевих опорів;

– швидкість руху рідини у вхідній лінії, м/с.

2.3.3 Швидкість руху рідини визначаємо за формулою:

,

(2.14)

де – діаметр труби вхідної лінії, м.

2.3.4 Визначаємо втрати напору по довжині вхідної лінії:

,

(2.15)

де – довжина вхідної лінії, м.

2.3.5 Довжина вхідної лінії:

,

(2.16)

де – довжина першої ділянки, м;

– довжина другої ділянки, м.

2.3.6 Для визначення коефіцієнта , розраховуємо число Re і визначаємо режим течії рідини:

.

(2.17)

2.3.7 Залежно від числового значення числа Рейнольдса визначаємо коефіцієнт гідравлічного тертя l за однією з формул (2.8–2.10).

2.3.8 Висота всмоктування вираховується за формулою:

.

(2.18)

 

Таблиця 2.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Для всіх варіантів: в’язкість рідини n = 0, 011 см ²/ с;
густина r = 1000 кг/м ³.

Параметри	Варіанти
Q, дм3/с
l 1, м
l 2, м
, мм
D, мм	0, 01	0, 015	0, 025	0, 035	0, 015	0, 01	0, 02	0, 04	0, 05	0, 06
	1, 0	0, 8	1, 0		0, 7		0, 7	1, 0	1, 2	1, 5
		1, 2	1, 5	1, 2	0, 6	0, 5		0, 8		1, 5
				1, 5		1, 5
pВ, кПа

 

2.4 Контрольні запитання

 

2.4.1 Що таке висота всмоктування відцентрового насоса?

2.4.2 Яка можлива максимальна висота всмоктування відцентрового насоса?

2.4.3 Від чого залежить висота всмоктування?

2.4.4 Як впливають гідравлічні опори на висоту всмоктування?

2.4.5 Як впливає довжина вхідної лінії на висоту всмоктування відцентрового насоса?

2.4.6 Як визначається швидкість руху рідини у вхідній лінії насоса?

2.4.7 Дайте визначення поняттю " коефіцієнт гідравлічного тертя".

2.4.8 Від чого залежить величина коефіцієнта гідравлічного тертя?

2.4.9 Чи залежить висота всмоктування насоса від роду і температури рідини, що перекачується?