Гидравлический расчет насосной установки

Основная расчетная схема изображена на рис.1.6.

Потери напора на преодоление гидравлических сопро­тивлений

(1.8)

где ∑ h_f – сумма потерь напора по длине, м;

∑ h_i– сумма местных потерь напора, м.

Если трубопровод на всем протяжении имеет постоянный диаметр, то вместо ∑ h_f можно записать просто h_f.

Потери напора по длине при наличии одного транзитно­го расхода, например, на участке I.(рис.1.6) определяется по формуле

(1.9)

где Q - расход, м³ /с; l- длина трубопровода, м; k -расходная характеристика, которая зависит от диаметра трубопровода d и коэффициента шероховатости n, м³ /с. Для большинства водопроводных труб n - 0, 0125.

Зависимость расходной характеристики k от диаметра трубы при n - 0, 0125 показана на рис.1.7.

Местные потери напора h_i определяются по формуле

(1.10)

где ξ - коэффициент местного сопротивления, зависящий от конструкции сопротивления (ξ сетки =9, 7; ξ колена = 0, 2; ξ |задвижки = 0, 3); ω =π d² /4 - площадь сечения потока, м².

Тогда общие потери напора при наличии одного тран­зитного расхода

(1.11)

Рис. 1.7. Зависимость расходной характеристики от диаметра трубы

Рис.1.8. Схема путевого расхода

При наличии путевого расхода (рис.1.8)

(1.8)

В соответствии с рис.1.6 участки I, II, III, IV - пропуска­ют транзитный расход, а на участках V и VI имеется толь­ко путевой расход.

Суммарное сопротивление получается сложением гид­равлических сопротивлений отдельных участков. При этом необходимо обращать внимание на то, как работает участ­ки - последовательно или параллельно. Если участки рабо­тает последовательно (рис.1.9, а), то при одном и том же расходе потери напора складывается. Если участки работа­ют параллельно (рис.1.9, б), то определяет расход в каж­дом из участков и на основании этого рассчитывают их сопротивления. Общее сопротивление разветвленного участ­ка

(1.13)

где i - число параллельных участков.

Выбор насоса производится с учетом его совместной работы с трубопроводом.

Напор насоса проектируемой насосной установки

(1.14)

где H_r – геометрический напор, и; h_w – потери напора, м. Далее, руководствуясь напором Н и производительностью Q по каталогу выбирают марку насоса. Если насос подобрать не удается, необходимо изменить один из параметров (на­пример, давление истечение струи) и выполнить повторный расчет.

Мощность, на привод насоса определяют по формуле

где γ - плотность жидкости, кг/м³; ή. – КПД насосной установки.

В расчетах можно применять ή =0, 76...0, 79.

Рис. 1.9. Схемы соединений участков трубопроводов: а) последовательное соединение; б) параллельное соединение

Рис.1.10. К расчету привода щеток: а) схема работы
щетки; б) деформация щетки

Насос, во избежание появления кавитации, лучше уста­навливать как можно ниже по отношение к уровню воды в за­борном колодце. Если высота насоса над уровнем воды более 3 м, необходимо производить дополнительный расчет на возможность кавитации.