Порівняння цих значень з характеристикою двох вентиляторів, що

працюють на ту саму мережу ,показує, що об'єднана робота нагнітачів неекономічна.

Задача 5. Підібрати відцентровий насос типу "К" за заданим напором та продуктивністю . Визначити потрібну потуж-ність на валу електродвигуна.

Розв'язання. Приймаємо число обертів вала та обчислюємо критерій швидкохідності [4]:

(20)

Рисунок 5-Характеритики вентиляторів Ц4 – 70 № 4

Критерій швидкохідності відцентрових насосів типу "К" повинен знаходитись в межах . Для інших типів насосів критерії швидкохідності такі:

Насоси		Швидкохідність
Осьові ПРОН		320…400
Діагональні		170…230
Відцентрові	ЦНІ	80…120
	К	60…180
	Д	60…120
Багатоступінчасті БС		70
Вихрові В		9…27
Відцентрово-вихрові		50

Користуючись [4], приймаємо до встановлення насос ЗК9 з діамет-ром робочого колеса D=168 мм та .

Характеристика насосу показана на рис. 6.

Рисунок 6 – Характеристика насоса ЗК9

Потрібна потужність електродвигуна визначається за формулою (21) :

(21)

- ККД передачі (див. задачу 3);

k - коефіцієнт запасу, що залежить від потужності електродвигуна

Переобчислюємо діаметр робочого колеса за формулою (22):

(22)

Задача 6. Розрахувати елеватор за заданою витратою теплоносія в системі опалення ; втратах тиску ; температурами води перед елеватором , після елеватора та домішуваної води .

Розв'язання. Розрахунковий коефіцієнт змішування [7]:

(23)

Наведені витрати змішаної води:

(24)

Діаметр горловини (камера змішування) елеватора (рис. 7):

(25)

Рисунок 7 – Розріз елеватора ВТІ № 2

Приймаємо d₂=20 мм, що відповідає елеватору № 2 [7, табл. VI.12],

Діаметр сопла елеватора:

(26)

Діаметр сопла округлюється до десятих долей міліметра.

Розріз елеватора ВТІ №2 показаний вище (див рис. 7). Основні конструктивні та приєднувальні розміри елеваторів наведені в [7, VI.2].

Задача 7. Відцентровий насос піднімає воду на висоту h_г = 6м по трубопроводу довжиною l = 700 м і діаметром d = 150 мм (рис. 8)

Коефіцієнт гідравлічного тертя λ= 0,03, сумарний коефіцієнт місцевих опорів ∑ξ=12. Характеристика насоса при n= 1000 хв.^-1 наведена в табл. 3

Необхідно визначити:

1. подачу, напір та потужність, яка споживається насосом;

2. подачу води в трубопровід при паралельному включенні двох однакових насосів;

3. подачу води в трубопровід при послідовному включенні двох однакових насосів;

4. як зміниться подача і напір насоса при зменшеній частоті обертання до n₂= 900 хв^-1.

Таблиця 3 – Характеристика насоса при n= 1000 хв^-1

Q, л/с	0	4	8	12	16	20
H, м	10	10,2	9,7	8,8	7,6	6,0
η	0	0,28	0,51	0,63	0,65	0,55

Розв’язування. Для визначення подачі, напору і необхідної потужності насоса при роботі на заданий трубопровід, необхідно побудувати характеристику насоса та насосної установки.

Рисунок 8 – Розрахункова схема

Характеристика насосної установки визначає залежність необхідного напору та витрати, будується по даним, отриманим за формулою:

, (27)

де р₂, р₁ – тиск на поверхні води, відповідно, в живильному та приймальному резервуарах. Оскільки в даному випадку два резервуара відкриті, то р₂= р₁= р_а та Н_необ = h_г +h_п.

Втрати напору

(28)

Підставляючи в цей вираз задані значення λ, l, d та ∑ξ, після перетворень отримаємо

.

Необхідний напір насоса визначається за формулою

. (29)

Для побудови залежності H_необ = f(Q) задаємося рядом значень Q і знаходимо відповідні значення Н_необ . Нехай, наприклад, Q=10 л/с= =0,01м³/с. Тоді Н_необ=6+24800 Q²=6+24800·0,01²=8,48 м.

Значення Н_необ при різних значеннях Q

Q, л/с	0	5	10	15	20
Ннеоб, м	6,0	6,62	8,48	11,62	15,92

Точка А, точка перетину головної характеристики насоса (крива H₁ = = f(Q)) та характеристики насосної установки (крива H_необ = f(Q)) є робочою точкою (рис. 10). Робоча точка визначає режим роботи насоса на заданий трубопровід: Q=11,2 л/с; Н=9,1 м; η=0,62.

Рисунок 9 – Характеристика насосної установки

Корисна потужність

(30)

Споживана потужність визначається за формулою

(31)

Для визначення подачі води в трубопровід при паралельному включенні двох однакових насосів необхідно побудувати їх сумарну характеристику шляхом додавання абсцис точок кривих H₁ = f(Q) обох насосів, взятих при одній і тій же ординаті Н. Оскільки за умовою задачі два насоса однакові, то їх сумарна характеристика будується шляхом подвоєння абсцис точок кривих H₁ = f(Q). На рис. 9 сумарна характеристика зображена кривою 1. Точка В перетину цієї кривої з насосною характеристикою установки (крива H_необ = f(Q)) є робочою. Абсциса точки В дорівнює сумарній подачі обох насосів (Q=12.8 л/с), ордината – напору насосів (Н=10м).

Сумарна характеристика двох насосів, включених послідовно, будується додаванням ординат точок кривих H₁ = f(Q) обох насосів при одних і тих же значеннях подачі. Оскільки за умовою задачі насоси однакові, то їх сумарна характеристика будується шляхом подвоєння ординат кривої H₁ = f(Q) (рис. 10, кривою 2). Перетин сумарної характеристики насосів з характеристикою насосної установки дає робочу точку С, яка визначає подачу Q=17,8 л/с і сумарний напір Н=13,8м обох насосів.

Для визначення подачі та напору насоса при новій частоті обертання n₂= 900 хв^-1 необхідно перерахувати нову характеристику насоса на цю частоту обертання.

Візьмемо на кривій напорів H₁ = f(Q) при n= 1000 хв^-1 деяку точку М₁. ЇЇ абсциса Q₁= 4 л/с, ордината Н₁= 10,2 м.

Підставляючи ці значення в формулу, отримаємо відповідні значення подачі та напору при новій частоті обертання:

(32)

(33)

^{Результати перерахунку на нову частоту обертання n2= 900 хв}-1

Q2, л/с	0	3,6	7,2	10,8	14,4	18
Н2, м	8,1	8,27	7,87	7,13	6,16	4,86

Ці точки нановяця на графік і з’єднуються плавною лінією, отримаємо криву напорів при n₂= 900 хв^-1 (рис. 9, крива 3). Точка D перетин цієї кривої з характеристикою насосної установки є робочою. Координати її визначають подачу та напір насоса при n₂= 900 хв^-1: Q= 8,3л/с, Н= 7,7 м. Відповідно при зменшенні частоти обертання подача насоса зменшиться на величину Q=11,2-8,3=2,9 л/с. Результати розрахунків заносимо в табл. 4.

Таблиця 4 – Результати розрахунків

Q, л/с	0	10	20	30	40	50	60
Н, м	12,6	13,3	13,6	13,4	12,7	11,5	9,6
η	0	0,48	0,68	0,77	0,83	0,81	0,74

ЛІТЕРАТУРА

1. Пеклов А.А. Гидравлические машины и холодильные установки / А.А Пеклов – К.: Вища шк., 1971.– 162 с.

2. Бромлей М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки / М.Ф. Бромлей – М.: Стройиздат, 1971.– 214 с.

3. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы / М.П. Калинушкин – М.: Высшая школа, 1987.– 316 с.

4. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры / В.М. Черкасский – М.: Энергия, 1984. – 468 с.

5. Иванов О.П. Аэродинамика и вентиляторы. / О.П. Иванов, В.О. Мемченко – П.: Машиностроение, 1986.– 198 с.

6. Внутренние санитарно-технические устройства / Под ред. И.Г. Староверова. – М.: Стройиздат, 1978. - Ч.2: Вентиляция и кондиционирование воздуха.– 253 с.

7. Справочник по теплоснабжению и вентиляции / Под ред. Р.В. Щекина.– К.: Будівельник, 1976. - Ч.1: Отопление и тепло-снабжение. – 267 с.

8. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Насосы и вентиляторы" с элементами научных исследований. – К.: КИСИ,1988.– Ч.1. – 24 с.

9. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Насосы и вентиляторы". – К.: КИСИ, 1990. – Ч.2.- 27 с.

10. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. / В.И. Анурьев – М.: Машиностроение, 1982. – 576 с.

11. Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2. /Под ред. Н. Н.Павлова и Ю. И.Шиллера. - М.: Стройиздат, 1992. - 416 с.

12. Самарин О. Д. Рациональный выбор радиальных и осевых вентиляторов. / О.Д. Самарин // Водоснабжение и санитарная техника, 1999, № 5. – с. 26 - 27.

13. Вентиляторы общего и специального назначения. Каталог продукции. 1999 г., часть 1, выпуск 1. - М.: ОАО "МОВЕН", 1999. - 72 с.

14. Поляков В.В. Насосы и вентиляторы / В.В. Поляков, Л.С. Скворцов – М., Стройиздат, 1990. - 336 с.

15. Вакина В.В. Машиностроительная гидравлика (примеры расчетов) / В.В. Вакина, И.Д. Денисенко, А. Л. Столяров – К:. Вища шк., 1986. – 208 с.

Додаткова література

Навчальне видання

Методичні вказівки до вивчення дисципліни “Гідравлічні та аеродинамічні машини” (приклади завдань для СРС і контрольних студентів спеціальності 6.060101 – “Будівництво”.

Укладачі: Іван Васильович Коц

Віталій Володимирович Петрусь

Наталя Петрівна Бадьора

Оригінал-макет підготовлено Н.П. Бадьорою

Науково-методичний відділ ВНТУ

Свідоцтво Держкомінформу України

серія ДК № 746 від 25.12.2001