Размещено на http: //www. allbest. ru/

Задание к курсовой работе. Вариант 6

Дано:

Zо - 2 м

Н_СВ -9 м

L_A-B -125 м

L_B-C -225 м

L_B-D -135 м

L_C-D -135 м

L_C-E -130 м

Q_B - 20 л/с

Q_C - л/с

Q_D - 5 л/с

Q_E -20 л/с

Q_насос -50 л/с

КПД - 0,74

N_кВт - 10 квт

L₁ -25 м

D₁ - 250 мм

?ж₁ -4,5

Д_э - 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 N_п - потребляемая мощность, H_н - напор насоса, Q_н - подача насоса.

Из уравнения Эйлера выражаем напор насоса:

.

Чтобы найти N_п, 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 ??h_тр - 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,

z_{1, 2} - геометрическая высота от плоскости сравнения до центра сечения 1/ сечения 2;

р_{1, 2} - давление в сечение 1/ сечение 2;

сg - удельный вес жидкости;

б - коэффициент Кориолиса;

v_{1, 2} - скорости движения жидкости в сечение 1/ сечение 2;

Дh_{f 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.

Размещено на Allbest.ru