Размещено на http: //www. allbest. ru/
Задание к курсовой работе. Вариант 6
Дано:
Zо - 2 м
НСВ -9 м
LA-B -125 м
LB-C -225 м
LB-D -135 м
LC-D -135 м
LC-E -130 м
QB - 20 л/с
QC - л/с
QD - 5 л/с
QE -20 л/с
Qнасос -50 л/с
КПД - 0,74
NкВт - 10 квт
L1 -25 м
D1 - 250 мм
?ж1 -4,5
Дэ - 0,8 мм
L2 -30 м
D2 - 200 м
?ж2 - 5,0
1. Найти на какую высоту (z) подает воду ц/б насос в водонапорную башню
Для насоса справедливо уравнение Эйлера:
,
где Nп - потребляемая мощность, Hн - напор насоса, Qн - подача насоса.
Из уравнения Эйлера выражаем напор насоса:
.
Чтобы найти Nп, воспользуемся определением КПД:
,
где N - мощность насоса.
Напор насоса расходуется на высоту подачи воды в водонапорную башню и потери напора на линиях всасывания и нагнетания.
Потери напора складываются из путевых потерь и потерь на местных сопротивлениях. Величина путевых потерь определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:
,
где l и d - длина и диаметр трубопровода, ?? - плотность жидкости, ?? - коэффициент гидравлического трения.
Разделим уравнение Дарси-Вейсбаха на ????:
,
где ??hтр - потери напора на трение.
Потери напора на местных сопротивлениях вычисляются по формуле:
,
где ??мс - коэффициент местного сопротивления.
Коэффициент гидравлического трения вычисляется по формуле:
-
для линии всасывания;
-
для линии нагнетания.
Среднюю скорость потока находим по формуле
,
где ?? - площадь живого сечения.
Для круглых труб -
Подставляем значения в выражения:
1.1 Определение напора насоса через уравнение Бернулли
Общий вид уравнения Бернулли:
Где,
z1, 2 - геометрическая высота от плоскости сравнения до центра сечения 1/ сечения 2;
р1, 2 - давление в сечение 1/ сечение 2;
сg - удельный вес жидкости;
б - коэффициент Кориолиса;
v1, 2 - скорости движения жидкости в сечение 1/ сечение 2;
Дhf 1-2 - потери напора между сечениями 1 и 2.
Выведем формулу для получения напора насоса через ур-е Бернулли для реальной жидкости в условии заданной схемы.
За плоскость сравнения выбираем плоскость О-О, которая проходит через линии всасывания и нагнетания.
Механическая энергия, которую передаёт насос единице веса перемещаемой жидкости можно представить, как разность между удельной энергией на выходе и входе. Формула:
Схема с заданными сечениями показана на рисунке 1.
Рисунок 1
Пишем уравнение Бернулли для сечения I-I и II-II и плоскости сравнения О-О:
Уравнение Бернулли для сечения III-III и IV-IV и плоскости сравнения О-О:
Скоростью можно пренебречь, тогда:
2. Определяем расчетные расходы воды для каждого участка распределительной сети и подбираем количество насосов
Схема А - разветвленный трубопровод. Разветвленный трубопровод начинают считать с конца схемы, идя навстречу течению воды.
Расход в точке C:
Расход в точке B:
Расход в точке A:
Подставляем значения:
Подбираем количество насосов, требуемое для распределительной сети:
Подача ц/б насоса - Q = 40 л/с
Требуемая подача для распределительной сети: 40 л/с
Необходим один насос.
3. Подбираем диаметр труб на участках распределительной сети
По приложению №1 подбираем значения стандартных диаметров труб для пропуска рекомендуемых предельных расходов воды, и значения предельных средних скоростей (??пред).
Максимально допустимые скорости в подобранных диаметрах труб:
При d = 0,1 м ? ??пред = 0,9 м/с
При d = 0,15 м ? ??пред = 1 м/с
При d = 0,2 м ? ??пред = 1 м/с
При d = 0,25 м ? ??пред = 1,1 м/с
Определяем реальные скорости при подобранных диаметрах труб и сравниваем их с максимально допустимыми скоростями:
< 0,9 м/с
< 1 м/с
< 1 м/с
< 1,1 м/с
Поскольку реальная скорость потока меньше чем максимально допустимая скорость, то эти диаметры труб подходят.
4. Рассчитываем путевые потери на участках распределительной сети и напоры в местных сопротивлениях
Потери на местное сопротивление принимаем равными 5% от путевых потерь. Величина путевых потерь определяется по формуле Дарси-Вейсбаха:
Рассчитываем путевые потери для каждого участка распределительной сети. Скорости берем из пункта 3.
5. Расчет напора в начальной точке А (гидравлически необходимая высота водонапорной башни).
Чтобы найти потребный напор, нужно к свободному напору прибавить путевые потери:
Вывод: Гидравлическая высота, которую обеспечивает 1 насос мощностью 40 л/с, равна 19,77 м, в то время как требуется 19,19 м. Этот насос сможет обеспечить гидравлически необходимую высоту.
Вопрос к курсовой работе: Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой/вязкой жидкости и для потока.
Уравнение Бернулли для элементарной струйки невязкой жидкости:
Энергетический и геометрический смысл:
Z
· Удельная потенциальная энергия положения
· Геометрическая высота, расстояние по вертикали от линии отсчета до рассматриваемой точки этого сечения
P/????
· Удельная потенциальная энергия
· Пьезометрическая высота, расстояние от точки с координатой z до пьезометрической линии
· Удельная кинетическая энергия
· Скоростной напор, расстояние между пьезометрической и напорной линией
Уравнение Бернулли для элементарной струйки вязкой жидкости:
· Удельная потеря энергии
· Потеря напора, т.е. часть механической энергии переходит в тепловую
Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости:
?? - коэффициент Кориолиса
Вывод
насос водонапорный башня тепло
В идеальной жидкости, в отличие от реальной, отсутствуют силы внутреннего трения (отсутствует вязкость). Благодаря вязкости в реальной жидкости происходят потери механической энергии потока на трение внутри жидкости и о стенки канала. При этом происходит рассеивание энергии. Энергия, потерянная на трение, превращается в теплоту и идет на пополнение запаса внутренней энергии жидкости, а часть ее отводится в виде тепла через стенки канала.