Методика расчета ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ОБМЫВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
Расчет гидравлической системы обмывочной установки выполняется следующим образом.
Определяется суммарная площадь отверстий сопел душевой системы, м2:
, (1)
где D – диаметр сопла душевой системы, мм;
N – количество обмывочных сопел в душевой системе обмывочной установки;
1000000 – коэффициент перевода площади из квадратных миллиметров в квадратные метры.
Вычисляется величина напора, которую должен создавать насос на выходе обмывочной жидкости из сопла, м:
, (2)
где 101,94 – коэффициент перевода величины давления (напора) обмывочной жидкости из мегапаскалей в метры водяного столба;
P – давление обмывочной жидкости на выходе из обмывочного сопла, МПа;
– плотность обмывочной жидкости, кг/м3;
– плотность воды, = 1000 кг/м3.
Определяется расчетная подача насоса, м3/ч:
, (3)
где 3600 – коэффициент перевода показателя времени из секунд в часы;
k – коэффициент запаса подачи насоса;
– коэффициент расхода жидкости.
Рассчитывается необходимый объем резервуара для обмывочной жидкости, м3:
, (4)
где i – коэффициент запаса объема накопительного резервуара для обмывочной жидкости;
t – продолжительность обмывки, мин;
60 – коэффициент перевода времени обмывки из минут в часы.
Вычисляется внутренний диаметр трубопроводов, мм:
– всасывающего
; (5)
– нагнетательного
, (6)
где 1000 – коэффициент перевода диаметра из метров в миллиметры;
vв – скорость течения жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;
vн – скорость течения жидкости в нагнетательном трубопроводе, м/с.
Рассчитывается потеря давления в трубопроводах, МПа:
– всасывающем
; (7)
– нагнетательном
, (8)
где ξф – коэффициент сопротивления фильтра во всасывающем трубопроводе;
ξк.в – коэффициент сопротивления колена во всасывающем трубопроводе;
nк.в – количество колен во всасывающем трубопроводе;
ξт.в – коэффициент сопротивления по длине всасывающего трубопровода;
ξр – коэффициент сопротивления распределителя в нагнетательном трубопроводе;
ξк.н – коэффициент сопротивления колена в нагнетательном трубопроводе;
nк.н – количество колен во всасывающем трубопроводе;
ξт.н – коэффициент сопротивления по длине нагнетательного трубопровода.
Коэффициенты, учитывающие потери давления по длине трубопроводов, рассчитываются по формулам:
– всасывающего
; (9)
– нагнетательного
, (10)
где – коэффициент, зависящий от режима течения жидкости во всасывающем трубопроводе;
lв – длина всасывающего трубопровода, м;
– коэффициент, зависящий от режима течения жидкости в нагнетательном трубопроводе;
lн – длина нагнетательного трубопровода, м.
Величины и определяются в зависимости от числа Рейнольдса Re, которое рассчитывается по формулам:
– для всасывающего трубопровода
; (11)
– для нагнетательного трубопровода
, (12)
где – коэффициент кинематической вязкости обмывочной жидкости, м2/с. Для холодной воды при температуре 10 оС = 1,306·10-6 м2/с, для холодной воды при температуре 20 оС = 1,006·10-6 м2/с, для подогретой до 40 оС воды = 0,659·10-6 м2/с.
Для ламинарного режима течения жидкости в трубопроводе, когда Re < 2320,
; (13)
. (14)
Для турбулентного режима течения жидкости в трубопроводе, когда Re > 2320,
; (15)
, (16)
где Δэ – эквивалентная шероховатость внутренних стенок трубы, мм.
Определяется величина напора (давления), который должен развивать насос, м
, (17)
где 101,94 – коэффициент перевода величины давления (напора) из мегапаскалей в метры водяного столба;
Н – напор (давление) жидкости на выходе из обмывочного сопла, м;
hн – высота центральной линии насоса над уровнем обмывочной жидкости в накопительном резервуаре, м;
hк – максимальная высота душевой системы обмывочного коллектора над центральной линии насоса, м.
Потребляемая мощность насоса вычисляется по формуле
, (18)
где 9810 – коэффициент перевода давления из метров водяного столба в паскали;
1000 – коэффициент перевода мощности из ватт в киловатты;
3600 – коэффициент перевода показателя времени из часов в секунды;
– коэффициент полезного действия насоса.
С учетом рассчитанный значений подачи насоса Qн и давления Pн по справочным данным подбирают насос. Параметры выбранного насоса должны совпадать с расчетными или превышать их на минимально возможную величину.
По потребляемой мощности насоса и частоте вращения его рабочего колеса подбирают электродвигатель. Мощность выбранного двигателя должна быть равной или превышать мощность насоса на минимально возможную величину. Частота вращения двигателя должна быть как можно ближе к частоте вращения насоса.
Подбором насоса и электродвигателя расчет гидравлической системы обмывочной установки заканчивается.