I.I. Питательные насосы парового котла

Задача №1.

рис.4

Определить потребляемую мощность привода питательного насоса N_э производительностью G_б = 320 т/ч, если давление в барабане P_б = 14 МПа, давления на всасывающем и нагнетательного трубопроводов соответственно ΔP_всас = 0,05 МПа, ΔP_нагн = 0,2 МПа, давление в даэраторе P_Д = 0,105 МПа, КПД η_нагн = 0,75, геометрическая отметка даэратора H_всас = 12 м, геометрическая отметка барабана котла H_нагн = 60 м, плотность жидкости ρ = 935 кг/м³.

Дано:

P_Д = 0,105 МПа, ΔP_всас = 0,05 МПа, ΔP_нагн = 0,2 МПа, P_б = 14 МПа,

G_б = 320 т/ч, H_нагн = 60 м, H_всас = 12 м, η_нагн = 0,75, ρ = 935 кг/м³

Найти: N_э - ?

Решение:

1) По нормам проектирования подача должна идти с запасом K_p = 1,1, K_G = 1,1

2) P_всас = P_Д - ΔP_всас + ρ*g* H_всас = (0,105 – 0,05)*10⁶ +935*9,8*12 = 0,165 МПа

3) P_нагн = P_б + ΔP_нагн + ρ*g* H_нагн = (14+0,2)*10⁶ + 935*9,8*60 = 14,75 МПа

4) ΔP = P_нагн - P_всас = 14,75 - 0,165 = 14,585 МПа

5)

6)

7) м³/ч

8) м³/ч

9)

Ответ:

Задача №2.

Определить мощность насоса, если известны параметры: производительность Q_сн = 2500 м³/ч, геометрическая отметка H_сн =160 м, плотность жидкости ρ = 0,975 т/м³ и КПД η_сн = 0,8.

Дано:

Q_сн = 2500 м³/ч, H_сн =160 м, ρ = 0,975 т/м³, η_сн = 0,8

Найти: N - ?

Решение:

1)

Ответ: N =

Задача №3.

Какова экономия мощности между дроссельным и частотным регулированиями, если известны параметры: длина трубопровода L = 320 м, его диаметр d = 150 мм, эквивалентная длина L_экв = 85 м, статический напор H_ст = 25 м, коэффициент трения λ = 0,05, производительность и напор насоса соответственно Q_p = 74 м³/ч, H_p = 34 м, КПД η = 65%.

Дано:

L = 320 м, d = 150 мм, L_экв = 85 м, H_ст = 25 м, λ = 0,05, Q_p = 74 м³/ч, H_p = 34 м, η = 65%

Найти: экономию между дроссельным и частотным регулированиями

рис.5

Решение:

1) H_сети = H_ст + ΔH

2)

3)

4) H_сети = 25 + 22056 *

1. Q = 0 м³/ч -> H_сети = 25 м

2. Q = 25 м³/ч -> H_сети = 26 м

3. Q = 75 м³/ч -> H_сети = 34,57 м

4. Q = 100 м³/ч -> H_сети = 42 м

5) По графику смотрим подходящую рабочую точку

Q = 74 м³/ч, H = 34 м, η = 0,65

N =

6) Дроссельное регулирование при Q = 50 м³/ч

H_д = 38 м, η = 70%

N_д =

7) Частотное регулирование при Q = 50 м³/ч

H_ч = 32 м, η = 70%

N_ч =

8) ΔN = N_д - N_ч = 7,4 – 6,2 = 1,2 кВт

Ответ: при частотном регулировании экономится 1,2кВт мощности, чем при дроссельном

Задача №4.

рис.6

Насосная установка состоит из двух одинаковых параллельно соединенных центробежных насосов, которые забирают воду из колодца с отметкой уровня z₁=2м и питают по трубопроводу длиной L = 2 км и диаметром d = 150 мм водонапорную башню с отметкой уровня z₂=20м. Коэффициент трения λ = 0,02, местные потери составляют 5% от потерь трения. Определить параметры насосной группы (H, Q, η, N) в рабочей точке при работе на одном и на двух насосах.

Дано:

L = 2 км, d = 150 мм, λ = 0,02, ΔP_местн = 0,05*ΔP_длина, z₁=2м, z₂=20м

Q, л/с
H, м
η, %

Табл.1

Найти: H, Q, η, N рабочих точек «1» и «2»

Решение:

рис.7

1) Характеристика сети

H_сети = H_cт +ΔH =18 + 45699,79*Q²

H_cт =z₂ – z₁= 20 – 2 = 18 м

ΔH =

2) Подставляем значения в Q и получаем H

Q, л/с
H, м		18,2	18,73	19,7		22,6

Табл.2

3) Определяем рабочую точку «1» по графику

H = 21 м, Q = 7,9 л/с, η = 53%

N₁ =

4) Определяем рабочую точку «2» по графику

H = 38 м, Q = 11,8 л/с, η = 55%

N₂=

Ответ: рабочая точка 1: H = 21 м, Q = 7,9 л/с, η = 53%, N₁ рабочая точка 2: H = 38 м, Q 11,8 л/с, η= 55%, N₂

II. Вентиляторы

Задача №1.

рис.8

Определить полное давление, создаваемое вентилятором при производительности Q = 4,2 м³/с, работающим со всасывающей трубой длиной l₁ = 15 м, диаметром d₁ = 600 мм и нагнетательной трубой длиной l₂ = 40 м, диаметром d₂ = 500 мм, оканчивающейся диффузором с d₃ = 0,7 м. Построить профиль изменения давления по длине воздуховода, принимая потери в диффузоре ΔP_д = 100 Па при плотности воздуха ρ = 1,2 кг/м³, λ = 0,015.

Дано:

Q = 4,2 м³/с, l₁ = 15 м, d₁ = 600 мм, l₂ = 40 м, d₂ = 500 мм, d₃ = 0,7 м, ΔP_д = 100 Па, ρ = 1,2 кг/м

Найти: P - ?

Решение:

1) P = ΔP + P_дин^вых = 479,4 + 71,3 = 550,7 Па

2)

С_d3 =

3) ΔP = ΔP_мест + ΔP_длин , так как газы, то ΔP_мест = 0

4) ΔP = ΔP₁ + ΔP₂ + ΔP_д = 49,7 + 329,7 + 100 = 479,4 Па

ΔP₁ =

ΔP₂ =

Ответ: P = 550,7 Па

Задача №2.

рис.9

Во сколько раз изменится мощность насоса в котельной установке и количество требуемых ресурсов, если его установить из положения 1 (t₁ = 20°C, P₁ = 1300 Па) в положение 2 (рис.9) t₂ = 190 °C, при производительности G = 12,5 кг/с, плотности воздуха в положении 1 ρ₁ = 1,2 кг/м³, КПД η = 0,7.

Дано:

t₁ = 20°C, P₁ = 1300 Па, t₂ = 190 °C, G = 12,5 кг/с, ρ₁ = 1,2 кг/м³, η = 0,7

Найти: N₁ - ? , N₂ - ?

Решение:

1) N₁ =

2) N₂ =

t₁ – ρ₁ ρ₂ =

t₂ – ρ₂

3) Найдем P₂

P = ΔP + P_дин

P =

P₁ =

P₂ =

C₁ =

C₂ =

P₂ =

4)

Ответ: N₁ = , N₂ = ; при установке насоса в положение 2 ресурсов понадобится в 2,5 раза больше.

Задача №3.

рис.10

Дымосос расположен у основания дымовой трубы, высота которой составляет L = 120 м. Определить потребляемую мощность насоса с учетом самотяги дымовой трубы, если известно: производительность Q = 50000 м³/ч, температура газов t_газ = 180 °С ( R_газ = 202,5 Дж/(кг*К) ), температура воздуха t_возд = 10 °С ( R_возд = 284,5 Дж/(кг*К) ), сопротивление дымовой трубы Δh = 25 мм вод. ст., диаметр устья дымовой трубы d = 1,5 м, разряжение газа перед дымососом h_разр =20 мм вод. ст., КПД дымососа η = 0,75, атмосферное давление P_атм = 0,1 МПа.

Дано:

L = 120 м, Q = 50000 м³/ч, t_газ = 180 °С, R_газ = 202,5 Дж/(кг*К), t_возд = 10 °С, R_возд = 284,5 Дж/(кг*К), Δh = 25 мм вод. ст., d = 1,5 м, h_разр =20 мм вод. ст., η = 0,75, P_атм = 0,1 Мпа

Найти: N - ?

Решение:

1) N =

2) P = P_дин + ΔP + P_разр – P_самот = 34 + 245,2 + 196,2 – 176,6 = 298,8 Па

3) P_дин =

С =

ρ_д =

4) ΔP = ρ_в*g*Δh = 1000 * 9,8 * 0,025 = 245,2 Па

5) P_разр = ρ_в*g*h_разр = 1000 * 9,8 * 0,02 = 196,2 Па

6) P_самот = (ρ – ρ_г)*L*g = (1,24 – 1,09)* 120 * 9,8 = 176,6 Па

ρ = кг/м³

Ответ: N = 5,5 кВт