Переваги відцентрових насосів:
1) мала металоємність;
2) невелика вага;
3) легкий фундамент;
4) займає невелику площу;
5) ціна нижче, ніж у поршневих насосів.
Значним недоліком відцентрових насосів є низький рівень коефіцієнту корисної дії (ККД). Цей недолік посилюється, коли поряд з низькою продуктивністю необхідно створити високий натиск.
2. Розрахунок відцентрового насоса
Розраховуємо і підбираємо відцентровий насос для подачі 0,006 м 3 / с 9% розчину мета - ксилолу С8 Н10 з ємності, що знаходиться під атмосферним тиском в апарат, що працює під надлишковим тиском р = 0,1 МПа. Температура 30 0 С, геометрична висота підйому розчину 10 м. Довжина трубопроводу на лінії всмоктування 6м, на лінії нагнітання 15м. На лінії всмоктування встановлено два нормальних вентиля, на лінії нагнітання два нормальних вентиля і одне коліно.
1) Вибір діаметра трубопроводу.
Розраховуємо діаметр за формулою (1)
Приймаємо швидкість мета - ксилолу = 2 м / с.
де d-діаметр трубопроводу, мм;
V - об'ємна витрата, м 3 / с;
Перераховуємо Швидкість, висловлюючи її з формули (1)
2) Визначаємо втрати напору у всмоктувальній і нагнітальної лінії.
Розраховуємо Критерій Рейнольдса за формулою (2)
де Re - критерій Рейнольдса;
w - швидкість, м / с 2;
p - щільність, г / см 3.
Re = 4315, 2 - перехідний турбулентний.
2.1) Визначаємо ступінь шорсткості за формулою (3)
де e - шорсткість стінок трубопроводу;
d екв - еквівалентний діаметр, м;
2.2) Визначаємо втрати напору у всмоктувальній лінії по формулі (4)
На вході: # 958; = 0,5
На виході: # 958; = 1
де # 955; - коефіцієнт тертя;
Lbc - довжина трубопроводу на лінії всмоктування, м;
d екв - еквівалентний діаметр, м;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів на лінії всмоктування.
2.3) Визначаємо втрати напору в нагнітальної лінії по формулі (5)
де Lнагн - довжина трубопроводу на лінії нагнітання, м;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів на лінії нагнітання.
h і. = 3,40 + 2,134 = 5,540 м
Визначаємо повний напір, що розвивається насосом за формулою (6)
де P1 - тиск в апараті, з якого перекачується рідина, Па;
P2 - тиск в апараті, до якого подається рідина, Па;
Нг - геометрична висота підйому рідини, м;
hп - повна втрата напору у всмоктувальній і нагнітальної лініях.
3.1) Визначаємо корисну потужність насоса за формулою (7)
3.2) Визначаємо ККД насоса за формулою (8)
де # 951; н - коефіцієнт корисної дії насоса
# 951; про - об'ємний ККД, що враховує протікання рідини із зони більшого тиску в зону меншого (для сучасних відцентрових насосів об'ємний ККД приймається # 951; о = 0,85 - 0,98);
# 951; м- загальний механічний ККД, що враховує механічне тертя в підшипниках і ущільнення вала, а також гідравлічне тертя непрацюючих поверхонь коліс приймається # 951; м = 0,92 - 0,96;
# 951; г - гідравлічний ККД, що враховує гідравлічне тертя і вихори освіти (для сучасних насосів # 951; г = 0,85 - 0,96)
# 951; Н == 0,7043 кВт
3.3) Визначаємо потужність нового двигуна і потужність, споживану двигуном від мережі.
При розрахунку витрата енергії на переміщення рідини, необхідно враховувати, що потужність, споживана двигуном від мережі Nдв більше номінальної в слідстві втрат енергії в самому двигуні. Див. Формула (8)
де # 951; дв - ККД електродвигуна, який приймається орієнтовно в залежності від номінальної потужності.
3.3.1) Визначаємо потужність, споживану двигуном від мережі за формулою (10)
3.4) Визначимо потужність з урахуванням коефіцієнта запасу потужності за формулою (11)
де # 946; - коефіцієнт запасу потужності;
Nуст - встановлена потужність
# 946; вибираємо в залежності від величини Nдв по таблиці 1.
4) Визначення граничної висоти всмоктування за формулою (12)
де Hвс - гранична висота всмоктування; м
Pd - атмосферний тиск; па
Р1 - тиск насиченої пари рідини при робочій температурі; па
# 969; нд - швидкість рідини у всмоктуючому трубопроводі; м / с
h п.в.с. - втрати напору у всмоктувальній лінії трубопроводу;
h з - запас напору, необхідний для виключення процесу кавітації
Висновок: ми підібрали насос марки X 65-50-125, який потрібно встановлювати на висоті не менше 5,14 м.
Таблиця 1 - коефіцієнт запасу міцності (ß) В залежності від величини N дв