1.2 Определение необходимого напора насосной установки

Выбор насоса производится с учетом его совместной работы с трубопроводами.

Напор насоса Р, (Па ) проектируемой установки будет равен

(1.6)

где Σ∆P - суммарные потери напора в трубопроводах установки, Па;

P_с – статический напор, Па;

P_н - напор в насадке (динамический напор), Па.

P_с = Н_гρ_нg (1.7)

где Н_г - высота подьёма жидкости, м;

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

ρ_н - плотность жидкости , кг/м³.

Основная расчетная схема изображена на рисунке 1.1.

1 - заборный колодец; 2 - сетка; 3 - задвижка; 4 - насос; 5 - трубопроводы; 6 - моющая рамка

Рисунок 1.1- Расчетная схема насосной установки

Н_г = h_в+h (1.8)

где h_в - высота всасывания, м;

h_н - высота нагнетания, м.

На каждом участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) потери напора на преодоление гидравли­ческих сопротивлений ΔР_i, (Па) определяются отдельно по уравнению

(1.9)

где ΣЕ - сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине трубопровода на участке длиной с диаметром трубы d;

λ - коэффициент потерь на трение;

ρ - плотность жидкости , кг/м³.

С достаточной для практических расчетов точностью можно считать, что для сетки Е = 9,7, для всасывающего клапана -7,0, для задвижки - 5,5, для колена - 2.

Коэффициент сопротивления отверстия и насадка Е_н

(1.10)

где φ - коэффициент скорости (таблица 1).

Для водопроводных стальных труб коэффициент потерь на трение λ зависит от числа Рейнольдса .

Число Рейнольдса определяется по формуле.

(1.11)

где V - скорость жидкости на участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) , м/с;

d - диаметр на участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) , м.

10^-6 - кинематическая вязкость для воды, м²/с.

На каждом участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) скорость жидкости равна

(1.12)

где Q – расход жидкости на участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ), м³/с;

d - диаметр на участке трубопровода (l₁ , l₂ , l₃ , l₄ ) , м.

При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению

(1.13)

При коэффициент потерь на трение λ определяется по выражению

(1.14)

При последовательном соединении трубопроводов (например l₁ и l₂) суммарные потери напора ∆Р_Σ получаются сложением потерь на отдельных участках.

(1.15)

где ∆Р_Σ - суммарные потери напора я в разветвленном трубопроводе, Па;

∆P_i - потери напора в одном из последовательных трубопроводов, Па.

Суммарные потери напора ∆Р_Σ при параллельном соединении одинаковых трубопроводов (например l₃ и l₄) или насадков равны потерям на отдельном участке.

(1.16)

где ∆Р_Σ - суммарные потери напора в разветвленном трубопроводе, Па;

∆P_i - потери напора в одном из параллельных трубопроводов, Па.

При параллельном соединении одинаковых трубопроводов(например l₃ и l₄)

(1.17)

где Q_i - расход через один из параллельных трубопроводов, м³/с;

i - количество параллельных участков;

Далее, руководствуясь напором P и подачей Q, по каталогу выбирают марку насоса.