5 Вопросы для самоповерки

1. Как определяется критерий быстроходности.

2. При каких значениях критерия быстроходности применяются центробежные вентиляторы.

3. Что такое аэродинамическая схема вентилятора.

4. Как изменяется давление вентилятора, его КПД и мощность при увеличении производительности.

Практическое занятие № 6

Решение задач по расчету параметров, характеризующих движение жидкости и параметров трубопроводов

Цель работы: изучить назначение и особенности расчета всасывающего, простого и соединенных последовательно и параллельно трубопроводов

1 Расчет всасывающего трубопровода

Рассмотрим схему работы насоса, включенного в систему, подающую жидкость из резервуара А в напорный резервуар В (рисунок 1.1)

Жидкости, проходящей через насос, сообщается энергия, которая расходуется на подъем ее в напорный резервуар, и на преодоление сопротивлений в напорном трубопроводе. Вертикальное расстояние h_H от центра насоса до уровня жидкости в напорном резервуаре называется геометрической высотой нагнетания. Вертикальное расстояние от уровня жидкости в приемном резервуаре до центра рабочего колеса насоса называется геометрической высотой всасывания h_BC.

Полный напор насоса Н определяется как разность напоров, создаваемых потоком в сечениях, соответствующих началу нагнетательного трубопровода Н₂ и концу всасывающего трубопровода Н_ь т.е. H=H₂-Hi. В этих сечениях обычно устанавливают манометры и вакуумметры.

Составив уравнение Д.Бернулли для двух сечений 1-1 и 2-2 и выполнив некоторые преобразования, получим:

, (22)

2 Расчет простого трубопровода

Трубопроводы, состоящие из одной линии труб и имеющие один и также расход жидкости, называется простым.

В зависимости от соотношения местных потерь напора и потерь по длине различают короткие и длинные трубопроводы.

К коротким относят трубопроводы малой длины с большим числом местных сопротивлений (местные потери напора соизмеримы с потерями напора по длине), а к длинным - трубопроводы, в которых местные потери напора пренебрежимо малы по сравнению с потерями напора по длине (менее 5%).

Примерами коротких трубопроводов могут служить всасывающие трубы насосов, дюкеры, сифоны и.д.; длинные - водопроводы, нефтепроводы, газопроводы и т.д.

Жидкость движется по трубопроводу благодаря тому, что ее энергия в начале трубы больше, чем в конце. Этот запас энергии обеспечивается тем или иным способом: работой насоса, созданием разностей уровней жидкости, давлением газа и.т.д.

2.1 Пример расчета простого длинного трубопровода

Для длинного трубопровода постоянного по всей длине диаметра (рис.2Л) составляется уравнение Д.Бернулли для сечений 1-1 и 2-2.

После ряда преобразований получена зависимость для определения располагаемого напора Н:

, (23)

где: А – удельное сопротивление трубопровода, с /м , определяемое по таблице 2.1 и имеющее выражение:

, (24)

L – длина трубопровода, м; Q - расход жидкости, м²/с.

Таблица 7 – Значение А для труб, бывших в эксплуатации (при скорости V>1,2 м/с)

d, мм	А, cf/м6 для труб		d, мм	А, с^/м6, для труб
	стальных	чугунных		стальных	чугунных
1	2	3	4	5	6
75	–	1709	350	0,41	0,46
80	1 1G8	–	400	0,206	0,233
100	267	368	450	0,109	0,119

Продолжение талицы 7

1	2	3	4	5	6
125	106	111	500	0,062	0,068
150	45	41,8	600	0,024	0,026
175	19	–	700	0,0115	0,0115
200	9,27	9,03	800	0,00566	0.00567
225	4,82	–	900	0.00303	0,00305
250	2,58	2,75	1000	0,00174	0,00175
275	1,53	–	1200	0,00066	–
300	0,94	1,03	1400	0,00029	–

При гидравлическом расчете простого трубопровода обычно известны его длина I, материал и конфигурация. Неизвестной может быть одна из трех величин: Н, Q или d.

Для практического применения используют соотношение:

, (25)

В случае последовательного соединения участков трубопровода предварительно строят характеристики отдельных участков, например 1 и 2 (рис. 3.2). Чтобы построить характеристику всего трубопровода, следует сложить потери напора при одинаковых расходах, т.е. сложить ординаты кривых 1 и 2 при равных абсциссах.

При параллельном соединении также прежде всего следует построитель характеристики отдельных параллельных участков. Пусть кривые 1 и 2 (рис. 3.3) представляют собой такие характеристики двух параллельных участков. Так как при параллельном соединении общий расход определяется как сумма расходов на отдельных участках, а потери напора на них одинаковы, то для построения

а, б, с – расходы на участке 1

Рисунок 3.3 – Построение характеристики трубопровода с параллельным соединением участков

где: А₀=А к™ Кп – поправочный коэффициент, учитывающий зависимость коэффициента гидравлического трения X от числа Рейнольдса и определяется по Таблице 8

Таблица 8 – Значение коэффициента Кп

V, м/с	0.2	0,3	0,4	0,5	0,6		0,8	0,9	1.0	1.1	1.2
к*	1.41	1,28	1.2	1,15	1,115	1,085	1,06	1,04	1,03	1,015	1.0