Расчет высоты всасывания центробежного насоса

1. Задание Определить высоту всасывания центробежного насоса, если известны некоторые характеристики насоса. Марка ЦВ-1,1, потребляемая мощность двигателя насоса N=2,5кВт, число оборотов n=2900об/мин. Диаметр всасывающего трубопровода d₁=50мм, длина l=10м, температура воды 40 ^oC.

1 — напорный трубопровод; 3 — центробежный насос; 4 — всасывающий трубопровод; 5 — колодец, заполненный жидкой средой;

Рисунок 1 — Схема установки центробежного насоса

2. Расчет высоты всасывания центробежного насоса Высота всасывания — это расстояние от уровня жидкости в колодце, до оси насоса. Для получения уравнения определения высоты всасывания, составим уравнение Бернулли (см. формула 1) для сечения, проходящего по поверхности колодца и сечения проходящего по всасывающему патрубку насоса (см. рис. 1).

(1)

После некоторого преобразования для данных условий уравнения Бернулли, можно получить формулу 2, для определения высоты всасывания.

(2)

где Р_ат — атмосферное давление, мм.вд.ст;

Р_п — давление паров воды согласно таблице 1, при данной температуре равное Р_п=0,75 мм.вд.ст.;

— плотность перекачиваемой жидкости — вода =1000 кг/м³;

g — ускорение свободного падения g=9,81 м/с.

ц — коэффициент запаса лежит в пределах от 1,1 — 1,4, принимается 1,1;

Н — полный напор создаваемый насосом, м (см. рис. 2).

д — коэффициент кавитации, определяется по формуле 3;

h_wвс — потери на всасывающем трубопроводе, вычисляются согласно формулы 5.

Таблица 1 — Давление паров воды при t, ^oC

(3)

где с_к — коэффициент, учитывающий кавитационные характеристики насоса, в интервале от 500 до 1000, принимается 1000;

n_s — коэффициент быстроходности, определяется по формуле 4.

(4)

где n — число оборотов двигателя насоса, об/мин;

Q — расход насоса, м³/ч (см. рис. 2);

Параметры, расход насоса Q и напор Н, определяются по рисунку 2, согласно марке и мощности насоса.

Рисунок 2 — Сводный график полей H-Q

(5)

где l — длина всасывающего трубопровода, м;

ж — коэффициент местного сопротивления, принимаем значение 10;

л — коэффициент потерь напора по длине трубопровода, определяем по формуле 6;

d — диаметр всасывающего трубопровода, м;

х — скорость всасывания, в нашем случае будет отлична для каждой из точек, при этом все значения будут равны меньше 1, поэтому принимаем значение 1, м/с;

центробежный насос высота всасывание

(6)

где R_e — число Рейнольдса, формула 7.

(7)

где н — коэффициент кинематической вязкости, м²/с. Исходя из данных условий принимаем 1,01•10^-6 м²/с.

3 Решение расчетного задания Определяем значения H, Q по сводному графику. Выбираются минимум 5 значений необходимые для дальнейших расчетов, принятые значения заносят в таблицу 2.

Таблица 2 — Принятые числовые значения H-Q

Находим потери на всасывающем трубопроводе, согласно формуле 5.

Данную формулу, возможно, преобразовать для облегчения расчетов

(8)

Вычисляем неизвестные множители данной формулы:

проведя незначительные преобразования, получаем

.

Число Рейнольдса:

Находим потери на всасывающем трубопроводе по преобразованной формуле 8:

Вычисляем коэффициент быстроходности n_s для первой точки значений H-Q, по формуле 4.

Определяем, коэффициент с_к, учитывающий кавитационные характеристики насоса:

Находим высоту всасывания насоса для первой точки, согласно формуле 2. Для условий данной задачи, знаменателем можно пренебречь, в результате преобразования, получаем следующую формулу:

Подставим найденные выше значения и вычислим высоту всасывания по последней формуле:

м.

Расчет пунктов 3.3 и 3.5 выполняется для всех пяти точек H-Q, по окончании расчетов, полученные результаты необходимо занести в таблицу 3.

Таблица 3 — Результаты вычислений

Вывод В результате расчета достигнуты цели поставленного задания. Таким образом, зная некоторые характеристики центробежного насоса, возможно, определить его параметры один из которых является, высота всасывания, что доказано расчетным путем. Полученные значения сведены в таблицу, что позволяет более наглядно увидеть, зависимость значений параметров друг от друга.

1 «unienc». Продукция.// Unienc [Электронный ресурс]; [сайт]/Насосы. — Электрон.текст.дан. — Москва, 2014.-Режим доступа: http://unienc.ru/296/10 240-centrobezhnyy-nasos.html.

2 Черкасский, В. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов.- / В. М. Черкасский. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 416с.

3 Поляков, В. В. Насосы и вентиляторы. Учебник для вузов. — / В. В. Поляков, Л. С. Скворцов. — М.: Стройиздат, 1990. — 336с.