Для студентов эколого-мелиоративного и строительного факультетов

Учебно-Методическое пособие

по выполнению домашнего задания

«Определение гидравлических и энергетических параметров насосной установки в различных условиях ее работы»

Для студентов эколого-мелиоративного и строительного факультетов

2005 г.

О.Н. Померанцев

Насосы и насосные станции. Учебно-методическое пособие по выполнению домашнего задания «Определение гидравлических и энергетических параметров насосной установки в различных условиях ее работы» для студентов эколого-мелиоративного и строительного факультетов /Московский государственный университет природообустройства.

Методическое пособие предназначено для ознакомления студентов с напором насоса, геометрическими высотами всасывания и нагнетания, геодезической высотой подъема, полезной и затраченной мощностями насоса и насосной установки. Приобретения ими практических навыков расчета параметров насосной установки и освоения одного из наиболее распространенных способов регулирования подачи насосной установки – регулирование при помощи прикрытия задвижки, установленной на напорном трубопроводе насоса.

Табл. 5, ил. 9.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................................4.

Пример1.......................................................................................................................6.

1. Определение необходимого для подачи воды напора насоса............................7.

1.1. Геодезическая высота подъема......................................................................7.

1.2. Потери напора во всасывающем и напорном трубопроводе......................7.

1.3. Напор насоса................................................................................................... 8.

2. Определение показаний приборов №1 и №2....................................................... 8.

3. Определение напора насоса по показаниям приборов...................................... 10.

4.Определение стоимости электроэнергии, затраченной на подъем воды……..11.

4.1. Мощность насосной установки....................................................................11.

4.2. Электроэнергия, затраченная на подъем воды...........................................11.

4.3. Стоимость электроэнергии...........................................................................11.

5. Определение коэффициента сопротивления прикрытой задвижки.................11.

6. Определение показания прибора №2 при прикрытой задвижке.......................13.

Пример 2.....................................................................................................................14.

1. Определение необходимого для подачи воды напора насоса...........................15.

1.1. Геодезическая высота подъема....................................................................15.

1.2. Потери напора во всасывающем и напорном трубопроводе....................15.

1.3. Напор насоса..................................................................................................15.

2. Определение показаний приборов №1 и №2......................................................15.

3. Определение напора насоса по показаниям приборов......................................17.

4. Определение стоимости электроэнергии, затраченной на подъем воды.........17.

4.1. Мощность насосной установки....................................................................17.

4.2. Электроэнергия, затраченная на подъем воды...........................................17.

4.3. Стоимость электроэнергии...........................................................................17.

5. Определение коэффициента сопротивления прикрытой задвижки………….17

6. Определение показания прибора №2 при прикрытой задвижке......................18.

Пример 3..........................................................................................................19.

1. Определение необходимого для подачи воды напора насоса....................20.

1.1. Геодезическая высота подъема...................................................................20.

1.2. Потери напора во всасывающем и напорном трубопроводе...................20.

1.3. Напор насоса.................................................................................................20.

2. Определение показаний приборов №1 и №2......................................................20.

3. Определение напора насоса по показаниям приборов......................................21.

4. Определение стоимости электроэнергии, затраченной на подъем воды…….22.

4.1. Мощность насосной установки...................................................................22.

4.2. Электроэнергия, затраченная на подъем воды......................................... 22.

4.3. Стоимость электроэнергии..........................................................................22.

5. Определение коэффициента сопротивления прикрытой задвижки.................22.

6. Определение показания прибора №2 при прикрытой задвижке.......................22.

ВВЕДЕНИЕ

Насосная установка (рис. 1) подаёт воду из источника к потребителю с помощью насоса (5). На всасывающем (2) и напорном (10) трубопроводах насосной установки установлены задвижки (9) и монтажные вставки (3). Для измерения давления и вакуума в трубопроводах перед и за насосом чаще всего используются пружинные манометры (6) и вакуумметры (4), которые измеряют соответственно избыточное над атмосферным давлением P_ман (P_ман = P - P₀) и вакуум по отношению к атмосферному P_вак (P_вак = P₀ - P), где: P₀ - атмосферное давление, P - абсолютное давление. Манометры и вакуумметры через трёхходовые краны (7) и подводящие трубки (8) соединены с трубопроводами перед и за насосом. С помощью трёхходовых кранов производится «проливка» или «продувка» подводящих трубок в зависимости от наличия в них давления или вакуума. В результате этого подводящие трубки манометров заполняются водой, а вакуумметров - воздухом. Манометр показывает давление, отличное от давления в точке подсоединения подводящей трубки к трубопроводу. Разница этих давлений соответствует давлению столба жидкости в подводящей трубке прибора. Показания вакуумметра соответствуют вакууму в точке подсоединения подводящей трубки к трубопроводу из-за относительно малой плотности воздуха, находящегося в подводящей трубке вакуумметра.

На рис.1 обозначены:

H_г - геодезическая высота подъёма воды (м) - расстояние по вертикали от уровня воды в источнике (нижнем бьефе) до уровня воды в водоприёмнике (верхнем бьефе).

H_г = Ñ _ВУ - Ñ _НУ.

h_в- геометрическая высота всасывания (м) - расстояние по вертикали между уровнями воды в источнике (нижнем бьефе) до оси насоса;

h_н - геометрическая высота нагнетания (м) - расстояние по вертикали от оси насоса до уровня воды в водоприёмнике (верхнем бьефе).

Геометрическую высоту всасывания считают положительной величиной, если ось насоса расположена выше уровня воды в источнике и отрицательной, если ниже уровня воды в источнике.

Геометрическую высоту нагнетания считают положительной, если ось насоса расположена ниже уровня воды в водоприёмнике и отрицательной, если выше уровня воды в водоприёмнике.

В ходе выполнения задания для определения показаний приборов неоднократно используется уравнение Бернулли, при записи которого необходимо иметь в виду следующее:

1. Для двух поперечных сечений потока жидкости должны быть учтены все источники потерь и повышения энергии, находящиеся между этими сечениями.

2. Входящие в уравнение Бернулли величины давления в жидкости (P) могут быть взяты в любой точке поперечного сечения потока, в том числе и на поверхности открытого источника, где оно известно и равно атмосферному (P_о).

3. Скорости жидкости во всех поперечных сечениях потока принимаются равномерными, средние величины которых V=Q/F. Где Q - расход жидкости через сечение, F- площадь поперечного сечения потока. На самом деле скорости вдоль поперечных сечений неравномерны. Однако, для практических расчётов допущение об их постоянстве вполне приемлемо.

4. Горизонтальная плоскость сравнения (О - О) может быть расположена произвольно. Однако, для упрощения расчётов в качестве плоскости сравнения лучше всего принимать плоскость, проходящую по поверхности воды в водоисточнике или в водоприёмнике, либо плоскость, проходящую через отметку оси насоса, от которой ведётся отсчёт высот всасывания и нагнетания.

Рассмотрим несколько примеров выполнения домашнего задания.

Пример 1

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО хозяйства

МОСКОВСКИЙ государственный УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

Кафедра «Насосы и насосные станции»