4. Задача №4 Определение режима работы насосной установки.

Вода подаётся центробежным насосом 4К-90/55 из резервуара в водонапорную башню по схеме, приведённой на рис. 6. Всасывающая линия устроена из стальных труб диаметром d_вс=200 мм и длиной l_вс=50 м; напорная линия смонтирована из чугунных труб d_н=150 мм и l_н=600 м. Отметка воды в резервуаре Z_РЧВ=20 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в водонапорной башне Z_ВБ=52 м. Характеристика насоса приведена на рис. 7.

Рис. 6. Схема системы подачи воды из

резервуара в водонапорную башню.

Требуется определить режим работы насосной установки и соответствующие ему подачу q, л/с, напор Н, м, КПД насоса _н, допустимую высоту всасывания , м, и мощность насоса N_н, кВт.

Решение. Рабочий режим насосной установки определяется точкой А – точкой пересечения кривой q-H насоса и характеристики системы трубопроводов q-H_тр. Так как характеристика насоса даётся в графической форме, то для нахождения точки работы насоса (т. А) на графике характеристики насоса строится кривая характеристики трубопровода q-H_тр. По точке А определяются: подача насоса q – проведением через точку А вертикальной линии А-а до пересечения с осью абсцисс q; напор насоса Н – проведением через точку А горизонтальной линии А-в до пересечения с осью ординат Н; КПД насоса _н – проведением вертикальной линии А-с через точку А до пересечения с кривой q- и из точки пересечения с горизонтальной линией с-d до пересечения с осью ординат ; мощность насоса N_н – проведением через точку А вертикальной линии А-е до пересечения с кривой q-N и из точки е горизонтальной линии e-f до пересечения с осью ординат N, а также допустимая высота всасывания - проведением через точку А вертикальной линии А-и до пересечения с кривой q- и из точки и горизонтальной линии и-к до пересечения с осью ординат .

Характеристика системы трубопроводов q-H_тр представляется уравнением:

Н_тр=Н_г+(1,1А_вс·К_вс·l_вс+1,05А_н·К_н·l_н)Q²=

=(52-20)+(1,1·5,149·50·К_вс+1,05·34,09·600·К_н)Q².

Уравнение характеристики системы трубопроводов окончательно примет вид:

Н_тр=32+(283,2К_вс+21476,7К_н)Q².

По этому уравнению для разных значений Q, м³/с, определяются соответствующие значения Н_тр.

Рис. 7. Характеристика центробежного насоса 4К-90/55.

Таблица 9

Данные для построения характеристики трубопровода.

q, л/с	Q, м3/с	вс, м/с	Квс	н, м/с	Кн	Нтр, м
0	0	0	0	0	0	32,00
5	0,005	0,16	1,268	0,27	1,356	32,74
10	0,01	0,29	1,17	0,55	1,138	34,48
15	0,015	0,44	1,097	0,82	1,041	37,10
20	0,02	0,58	1,061	1,1	0,988	40,61
25	0,025	0,73	1,033	1,37	0,942	44,83
30	0,03	0,87	1,014	1,14	0,913	49,91

По q и Н_тр строится характеристика q-Н_тр (см. рис. 7). Точке А – точке работы насосной установки, точке пересечения кривых q-Н насоса и q-Н_тр системы трубопроводов – будут соответствовать параметры насоса: подача q=24 л/с; напор Н=45 м; КПД _н=0,72; мощность N_н=15 кВт, =5,6 м.

Таблица 10

Исходные данные по вариантам

	Номер варианта
	Пример	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
dвс, мм	200	300	300	300	300	400	450	450	450	450	500	500	500	500	500	500	500	500	500	500
lвс, м	50	35	40	45	50	55	60	65	70	65	60	55	50	45	40	56	72	60	48	36
dн, мм	150	250	300	300	300	300	300	300	300	300	300	350	350	350	350	350	350	400	450	450
lн, м	600	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300	1350	1400	1450	1500	1450	1400	1350	1300	1250	1200
ZРЧВ, м	20	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36
ZВБ, м	52	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	66	68	70	72	74	76

Выполнить задачу №4 в следующей последовательности:

1. Построить характеристику трубопровода по исходным данным табл. 9.

2. Предложить марку центробежного насоса для определения его рабочих параметров используя каталоги производителей. Подбор насоса производить таким образом, чтобы рабочая точка А попадала в экономичный диапазон.

3. Представить графические характеристики подобранного центробежного насоса с нанесённой характеристикой трубопровода, выписать искомые значения q, Н, _н, N_н, .