Расчет насоса

Подбираем насос для перекачивания воды при температуре 20°C из открытой емкости в аппарат, работающий под атмосферным давлением.

Расход воды 0.081 м3/с. Геометрическая высота подъема воды 12,5 м. Длина трубопровода на линии всасывания 10 м, на линии нагнетания 15 м. На линии нагнетания имеются 4 отвода под углом 90 градусов с радиусом поворота, равным 6 диаметрам трубы, и 2 нормальных вентиля. На всасывающем участке трубопровода установлено 2 прямоточных вентиля, имеется 4 отвода под углом 90 градусов с радиусом поворота, равным 6 диаметрам трубы.

а) Выбор трубопровода.

Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 2 м/с.

Тогда диаметр входного трубопровода (условный проход фланцев) в аэратор для воды равен:

(м)

Принимаем  м.

Примем, что трубопровод стальной, коррозия незначительна.

б). Определение потерь на трение и местные сопротивления.

Находим критерий Рейнольдса:

Т.е. режим турбулентный. Абсолютную шероховатость трубопровода принимаем:  (м)

Далее получим:

Таким образом в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет коэффициента трения λ следует проводить по формуле:

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений отдельно для всасывающей и нагнетательной линий.

Для всасывающей линии:

- Вход в трубу (принимаем с острыми краями):

- Прямоточные вентили: для d=250 м ε=0.32

- Отводы: коэффициент А=1, коэффициент В=0,09;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

Потерянный напор во всасывающей линии находим по формуле:

Для нагнетательной линии:

- Отводы под углом 90:

- Нормальные вентили: для d=0.25 м ε =5,1

- 4). Выход из трубы:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:

Потерянный напор в нагнетательной линии находим по формуле:

Общие потери напора:  м

в). Выбор насоса.

Находим напор насоса по формуле (м вод. столба):

м H=22,5 м.

Подобный напор обеспечивается центробежными насосами. Учитывая, что центробежные насосы широко распространены в промышленности ввиду достаточно высокого к.п.д., компакстности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбираем для последующего рассмотрения именно этот насос. Полезную мощность насоса определим по формуле:

N_п=1,784·10⁴ (Вт)

Для центробежного насоса средней производительности:  Находим мощность, которую должен развивать электродвигатель насоса на выходном валу при установившемся режиме работы:

N=2.974·10⁴ (Вт)  м3/ч

По ГОСТ 11379-80 устанавливаем, что заданным подаче и напору больше всего соответствует центробежный динамический насос марки СД 450/22,5, для которого в оптимальных условиях работы Q=450 м3/ч, Н=22,5 м, =0,78, допускаемая высота всасывания 10м. Насос обеспечен электродвигателем МО280S6 номинальной мощностью 75 кВт. Частота вращения вала 960 об/мин. Диаметры всасывающего и нагнетательного фланцев насоса равны 200 и 175 мм соответственно. Поскольку в установке для перемещения жидкости используются трубопроводы D_у=250 мм, то для присоединения к ним насоса применяются переходы 200/250 и 175/250.