- •Гидравлика
- •Введение
- •1.2. XVII — начало XVIII века
- •1.3. Середина и конец XVIII века
- •1.4. Гидравлическая школа Франции
- •1.6. Зарождение и развитие гидравлики в России
- •2. Физические свойства жидкости
- •2.1. Предмет «Гидравлика». Основные понятия. Модели жидкой среды
- •2.2. Плотность
- •2.3. Удельный вес
- •2.4. Вязкость
- •2.5. Адсорбция и кавитация
- •Гидростатика
- •3. Гидростатическое давление
- •3.1 Силы, действующие в жидкости
- •3.2 Гидростатическое давление и его свойства
- •3.3. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения Эйлера)
- •4.2. Свободная поверхность покоящейся тяжелой жидкости (при абсолютном покое)
- •4.3. Свободная поверхность при равноускоренном прямолинейном движении жидкости в сосуде (при относительном покое)
- •4.4. Свободная поверхность жидкости, равномерно вращающейся (вместе с сосудом) относительно вертикальной оси
- •5. Основное уравнение гидростатики в простой форме
- •5.1. Закон Паскаля
- •5.2. Абсолютное и манометрическое давление
- •5.3. Пьезометрическая высота
- •5.4. Вакуумметрическая высота
- •6. Простейшие гидростатические машины
- •6.1. Гидравлический пресс
- •6.2. Мультипликатор
- •7. Приборы для измерения давления жидкости
- •7.1. Классификация приборов
- •1) По характеру измеряемой величины различают:
- •2) По принципу действия приборы различают:
- •7.2. Жидкостные приборы
- •7.2.1. Ртутный барометр
- •7.2.2. Пьезометр
- •7.2.4. Чашечный манометр
- •7.2.5. Вакуумметр
- •7.2.6. Дифференциальный манометр
- •7.2.7. Микроманометр
- •7.2.8. Преимущества и недостатки жидкостных приборов
- •7.3. Пружинные приборы
- •7.3.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.2. Вакуумметр с одновитковой трубчатой пружиной
- •7.3.3. Приборы с мембранной пружиной
- •7.3.4. Преимущества и недостатки пружинных приборов
- •7.4. Поршневые приборы. Грузопоршневой манометр
- •7.5. Электрические приборы
- •Гидродинамика
- •8. Основные понятия в гидродинамике
- •8.1. Задачи и методы гидродинамики
- •8.2. Виды движения жидкости
- •8.3 Понятие о струйчатом движении жидкости
- •8.4. Гидравлические элементы потока
- •8.5. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности)
- •9. Уравнение бернулли и его применение в гидравлических расчетах
- •9.1. Уравнение Бернулли
- •9.2. Потери напора
- •9.3. Применение уравнения Бернулли в технике
- •9.4. Расходомер Вентури
- •9.5. Измерительная шайба
- •9.6. Струйный насос (эжектор)
- •9.7. Трубка Пито
- •9.8. Потери напора при равномерном движении
- •10. Определение потерь напора
- •10.1. Режимы движения вязкой жидкости
- •10.2. Местные сопротивления и потери энергии в них
- •10.3. Внезапное расширение трубы
- •10.4. Постепенное расширение. Диффузоры
- •10.5. Внезапное сужение трубы
- •10.6. Постепенное сужение трубы
- •10.7. Поворот трубы
- •10.8. Другие местные сопротивления
- •10.9. Потери напора в гидравлических системах
- •11.2. Расчет простого трубопровода
- •11.3. Примеры расчета трубопроводов
- •Гидроприводы
- •12. Гидравлические машины
- •12.1. Классификация насосов
- •12.2. Основные рабочие параметры насосов
- •12.3. Центробежные насосы
- •12.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
- •12.5. Допустимая высота всасывания. Явление кавитации
- •12.6. Шестеренчатые насосы
- •13. Гидроприводы и гидропередачи
- •13.1. Назначение, достоинства и недостатки гидропривода
- •13.2. Устройство и принцип действия гидропривода
- •13.3. Принцип расчета объемного гидропривода
- •13.4. Жидкости, применяемые в гидросистемах
- •14. Расчет насоса для водонапорной башни
- •14.1. Рабочая характеристика насоса
- •14.2. Изменение характеристики насоса при изменении частоты вращения рабочего колеса
- •14.3. Изменение характеристики насоса при обточке рабочего колеса по внешнему диаметру
- •14.4. Рабочая точка насоса
- •14.5. Совместная работа нескольких насосов на сеть
- •14.5.1. Параллельная работа насосов на сеть
- •14.5.2. Последовательная работа насосов на сеть
- •14.6. Регулирование подачи насосов
- •14.6.1. Регулирование подачи и напора дросселированием на нагнетании
- •14.6.2. Регулирование подачи дросселированием на всасывании
- •14.6.3. Регулирование подачи впуском воздуха
- •14.7. Маркировка центробежных насосов
- •14.8. Подбор центробежных насосов по каталогу
- •14.9. Исходные данные для расчета
- •14.10. Определение требуемого напора насоса Нтр
- •14.10.1. Расчетная формула определения Нтр
- •14.10.2. Определение диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов насосной станции
- •14.10.3. Уточнение диаметра труб и скорости движения воды
- •14.10.4. Определение коэффициента гидравлического трения
- •14.10.5. Требуемый напор насоса Нтр
- •14.11. Выбор марки насоса по q и Нтр и построение рабочей характеристики насоса
- •14.12. Построение характеристики сети и нахождение рабочей точки совместной работы насоса и сети
- •14.13. Определение рабочих параметров насоса
- •Задача 3
- •Решение.
- •Задача 4
- •Решение.
- •Задача 5
- •Решение.
- •Задача 10
- •Решение.
- •Задача 11
- •Решение.
- •Задача 12
- •Решение.
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлика
14.10.2. Определение диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов насосной станции
Для дальнейшего рассмотрения методики выбора насоса зададим следующие числовые исходные данные:
Q = 35,28 м3/ч;
НГ = 20 м;
= 13 м;
= 20 м;
VВС = 0,8 м/с;
VН = 1,0 м/с;
;
.
Из формулы неразрывности потока жидкости:
, (12)
где Q – подача;
V – скорость;
- площадь живого сечения трубопровода.
Так как площадь сечения трубопровода определяется по формуле (для круглых труб):
, (13)
то диаметр трубопровода получается равен:
(14)
Для всасывающего трубопровода диаметр составляет:
для нагнетательного трубопровода диаметр составляет
,
где было использовано Q = 35,28 м3/ч ( м3/с).
14.10.3. Уточнение диаметра труб и скорости движения воды
Полученные диаметры трубопроводов dВС = 125 мм и dН = 111 мм уточняем по ГОСТ 10704-75. Принимаем dВС = 130 мм и dН = 114 мм.
Уточняем скорость движения воды во всасывающем трубопроводе с dВС = 130 мм и нагнетательном трубопроводе dН = 114 мм по формуле:
(15)
- во всасывающем трубопроводе скорость движения воды:
,
- в нагнетательном трубопроводе скорость движения воды:
.
14.10.4. Определение коэффициента гидравлического трения
Значение коэффициента гидравлического трения при движении воды во всасывающем и нагнетательном трубопроводах определяется по эмпирическим формулам в зависимости от значения числа Рейнольдса Rе,
(16)
где V - средняя скорость потока воды в трубопроводе;
- коэффициент кинематической вязкости воды; по условию примера м2/c (при t = 10 °С);
d - диаметр трубопровода, м.
Конкретно для трубопроводов рассматриваемого примера выражение (16) запишем в виде:
- для всасывающего трубопровода:
,
для нагнетательного трубопровода:
,
Так как Re > 2320, то режим движения жидкости будет турбулентный и определение коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси) производим по формуле Блазиуса, которая рекомендуется при 2320 < Re < 105 :
(17)
где Re - число Рейнольдса.
Значение коэффициента гидравлического трения :
- для всасывающего трубопровода:
- для нагнетательного трубопровода:
14.10.5. Требуемый напор насоса Нтр
Требуемый напор насоса Нтр, как указывалось выше, определяется по формуле (10):
(10)
где HГ – геометрическая высота подъема воды (расстояние по вертикали от свободной поверхности воды в шахтном колодце до свободной поверхности водонапорной башни)
S – коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода определяется по формуле (11):
Q - подача насоса; Q = м3/с.
Численное значение величины требуемого напора насоса составляет:
14.11. Выбор марки насоса по q и Нтр и построение рабочей характеристики насоса
Выбранный центробежный насос должен обеспечить подачу Q = 35,28 м3/ч (9,8 л/с) и иметь напор Н не менее Нтр , т.е. не менее 21 м.
Рассматривая характеристики насосов (см Приложение A), заключаем, что этим условиям удовлетворяет центробежный горизонтальный одноступенчатый консольный насос типа “К” 45/30 без обточки рабочего колеса.
Рис. 14.8. Характеристика совместной работы насоса К45/30 и трубопровода:
A – рабочая точка.
Qр = 14,4 л/с (51,84 м3/час);
Hр = 22,6 м;
Nр = 3,6 кВт;
= 74 %.