Для вирішення завдання необхідно:
1. Скласти рівняння гідравлічної мережі.
2. Побудувати графічне зображення цього рівняння в координатах Q- H.
3. Нанести на цей графік характеристику насоса і визначити координати точки перетину напірної характеристики насоса і характеристики мережі (координати робочої точки).
Послідовність рішення задачі.
1). Вибираємо два перетину - н-н і к-к. перпендикулярні напрямку
руху рідини і обмежують потік рідини (Рис. 1).
Перетин н-н проходить по вільної поверхні рідини в резервуарі 2, а перетин к-к - під поршнем в циліндрі 3.
2). Застосовуємо в загальному вигляді закон збереження енергії для перетинів н-н і к-к з урахуванням того, що рідини додається енергія в насосі, що дорівнює потребному в даній мережі напору Hпотр:
Для визначення величин zн і Zк вибираємо горизонтальну площину порівняння 0-0. Для зручності її зазвичай проводять через центр ваги одного з перетинів. У нашому випадку площину 0-0 збігається з перетином н-н.
Тиск на поверхні відкритих резервуарів дорівнює атмосферному. а взакритую резервуарах абов трубі - сумі атмосферного тиску і показання приладу (манометричний тиск береться зі знакомплюс. вакуумметрическое - зі знаком мінус). Вакуумметричний тиск - це негативне манометріческое.
Якщо на рідину в перерізі діє сила, що передається через поршень, то тиск визначається з умови рівноваги поршня і одно:
Jн. Jк - середні швидкості руху рідини в перетинах.
Відповідно до закону збереження кількості речовини через будь-який перетин потоку проходітодін і той же витрата рідини:
Залежність (32) і являє собою рівняння (характеристику) гідравлічної мережі. Це рівняння показує, що в даній мережі напір насоса витрачається на підйом рідини на висоту (H1 + H2), на подолання протитиску R / S - рм і на подолання гідравлічних опорів.
7. Будуємо характеристику насоса Д-320 і наносимо на неї графічне зображення характеристики мережі (32).
Для побудови характеристики мережі задаємося декількома значеннями витрати рідини з робочого діапазону насоса Д-320 і обчислюємо за рівнянням (32) значення потрібного напору Hпотр. Перед обчисленням визначаємо при температурі t = 30 ° С щільність і в'язкість рідини за довідковими даними.
Щільність рідини при іншій температурі можна визначити за формулою:
Dt - зміна температури;
a - коефіцієнт температурного розширення (в середньому для мінеральних
масел і нафти можна прийняти a = 0,00071 / ° C, для води, бензину, гасу
2. В'язкість при будь-якій температурі визначається за формулою:
Для нашої задачі (нафта легка):
Аналіз формули (32) показує, що при завданні расходаQ все величини в правій частині рівняння відомі, крім коефіцієнта тертя l.
Послідовність обчислення l:
Приймаємо величину абсолютної шорсткості трубопроводу
D е = 0,5 мм (труби сталеві, зварні, що були у вжитку, додаток 4). Обчислення і побудова графіків виконуємо на ЕОМ за допомогою електронних таблиць (Microsoft Excel).
Для переходу в Excel виділіть таблицю і графік на наступній сторінці і зробіть подвійне клацання мишею. Перед Вами з'явиться лист документа Excel. Виконуйте вказівки, які там наведені. Не забудьте змінити суму коефіцієнтів місцевих опорів на всмоктуючої і нагнітальної лінії!
Вихідні дані наведені в таблиці (розділ 1. Постановка завдання).
Рис.13. Визначення робочої точки насоса.
Згідно рис.13, робоча точка насоса має наступні параметри:
8. Визначаємо потужність приводного двигуна:
Nдв. = R × g × H × Q / h = 878 × 9,8 × 59 × 76 × 10 -3 / 0,68 = 56,7 кВт.