Определение длины нагнетательного трубопровода

Запишем уравнение Бернулли для сечений 3-3 и 4-4 (рис. 1):

.

За плоскость сравнения возьмем сечение 3–3, тогда:

;

;

;

– скорость движения жидкости в нагнетательном трубопроводе.

.

.

Тогда потери в нагнетательной линии составят:

.

Длину нагнетательного трубопровода определим из формулы для расчета потерь напора:

, (6)

где – длина нагнетательного трубопровода, м;

– сумма коэффициентов местных сопротивлений на нагнетательной линии.

На нагнетательной линии имеются следующие местные сопротивления:

- 3 отвода под углом 90º;

- 1 кран;

- выход из трубопровода в емкость В.

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательного трубопровода рассчитывается следующим образом:

,

где – коэффициент местного сопротивления для отвода на 90°;

– коэффициент местного сопротивления для крана;

– коэффициент местного сопротивления для выхода из трубы.

Определим по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений (таблица А.3 [1]).

Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода R₀/d₂ = 3, тогда

.

где А – коэффициент зависящий от угла поворота трубопровода, для поворота на 90º А = 1;

В – коэффициент зависящий от отношения R₀/d₂, для отношения R₀/d₂ = 3 В = 0,13.

Для крана с диаметром проходного сечения более 50 мм (d₂ = 87 мм) = 2.

Для выхода из трубы = 1.

.

Тогда длина нагнетательного трубопровода составит:

.

Определение потерь напора во всасывающем трубопроводе

Расчет потерь напора для всасывающего трубопровода производится аналогично расчету потерь напора в нагнетательном трубопроводе по формуле (6):

.

На всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления:

– 2 отвода под углом 90º;

– вход в трубопровод из емкости А.

Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода рассчитывается следующим образом:

,

где – коэффициент местного сопротивления для входа в трубу.

Определим по справочным данным коэффициенты местных сопротивлений (таблица А.3 [1]).

Примем отношение радиуса изгиба трубы к диаметру трубопровода R₀/d₁ = 3, тогда

.

Для входа в трубу с острыми краями = 0,5.

Вычислим сумму коэффициентов местных сопротивлений для всасывающего трубопровода

.

Потери напора на всасывающем трубопроводе равны:

м.

Расчет потребного напора

Потребный напор определяется по формуле:

, (7)

где Н_потр– потребный напор, м;

Н_г– геометрическая высота подъема жидкости, м;

р₂– давление в напорном резервуаре, Па;

р₁– давление в исходном резервуаре, Па;

– потери напора в трубопроводе.

По условию абсолютное давление в исходном резервуаре р₁ = 1,1 ат = 1,0791∙ 10⁵ Па.

Избыточное давление в напорном резервуаре . Тогда абсолютное давление в напорном резервуаре .

Геометрическая высота подъема жидкости определяется как сумма высоты всасывания и высоты нагнетания:

, (8)

где – высота всасывания, м;

– высота нагнетания, м.

м.

Потери напора в трубопроводе определяются как сумма потерь напора во всасывающей и нагнетательной линии:

. (9)

Тогда потребный напор, обеспечивающий заданный расход будет равен:

м.

Подбор насоса

Исходными параметрами для подбора насоса являются производительность (подача), соответствующая заданному расходу жидкости и потребный напор. Пользуясь, сводным графиком подач и напоров определяем марку насоса (приложение В). Для этого на график наносим точку с координатами Q_задан, Н_пот. Насос, в поле которого попала точка, принимают для данного трубопровода. Точка с координатами (13,1 л/с, 39,64 м) попадает в рабочее поле насоса 3К-6 с частотой вращения рабочего колеса n = 2900 об/с.