расчета глубины всасывания воды для насосов типа к

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЛУБИНЫ ВСАСЫВАНИЯ ВОДЫ
ДЛЯ НАСОСОВ ТИПА К
Консольные насосы часто используют для подачи воды из фильтровотстойников. И хотя насосы консольного типа не являются самовсасывающими, однако обладают возможностью обеспечивать всасывание воды при
условии предварительной заливки рабочего колеса насоса и всасывающего
патрубка водой перед пуском двигателя. Далее приводим несложную
методику проверки насоса на допустимую высоту всасывания, при которой
обеспечивается как физическая возможность всасывания, так и
безкавитационная работа насоса. Условия всасывания определяються по
формуле:
Н + Ппот < = 9.7/Y - 10*(Tv/Y) - Квзап (1), где
H – Геометрическая высота всасывания в метрах: т.е. расстояние от
центра всасывающего патрубка насоса до поверхности воды. Она может
быть положительной в случаях, когда уровень жидкости находится ниже оси
насоса, или отрицательной, если этот уровень выше;
Квзап – кавитационный запас насоса, м. Приведен в характеристиках для
консольных насосов (см. таблицу на стр. 10).
Ппот – Потери давления в метрах водяного столба при всасывании (потери
трения в трубе, обратном клапане, отводах, переходах и т.д., (смотри табл. 1 и
диаграммы потерь (рис. на след. стр.)));
Tv – Давление насыщенного пара при температуре перекачивания, в кг/см2
(смотри табл. 2)
Y – Удельный вес жидкости, в кг/дм3 (для чистой воды эти значения для
заданной температуры воды можно взять из табл. 2. Для грязной воды
ориентировочно Y=1.3...1.5 кг/дм3).
Таблица 1
Потери давления в компонентах трубопровода,
в м.
Диаметр
трубы, мм
Изгиб в 90"
Колено в 90“
Конусный
диффузор
Клапан с сетчатым фильтром
Обратный
клапан
Задвижка
открытая
Задвижка, открытая на ¾
Задвижка, открытая на ½
25 32 40 50 65 80 100 125
0,2 0.3 0.4 0.5 0.7 1 1.2 1.8
0,3 0.4 0.6 0,7 0.9 1,3 1.7 2,5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
7
8
9
10 12 15
20
4
5
6
7
8
10
15
1
1
4
4
15 15 15 15 15 15 30
30
9
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
2
2
2
2
2
2
(0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567
Таблица 2
Давление пара и удельный
вес воды в зависимости от
температуры
t
°C
0
10
20
30
40
50
60
70
75
80
Tv
кг/см2
0,0062
0,0125
0,0238
0,0432
0,0752
0,1258
0,2031
0,3177
0,3931
0,4829
WWW.PARAD.BIZ.UA
Y
кг/dm3
0,9998
0,9996
0,9982
0,9955
0,9921
0,9880
0,9831
0,9777
0,9746
0,9718
ИНСТРУМЕНТЫ МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОДЫ МЕТИЗЫ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРЫ АРМАТУРА РУКАВА
1
Рис.1. Диаграмма потерь в чугунной трубе (м) на каждые 100 м. трубы в зависимости
от производительности насоса м3/час, скорости воды, диаметра трубы (мм).
ПРИМЕЧАНИЕ: Для труб из ПВХ надо полученное по диаграмме значение
умножить на коэффициент 0,6, для труб стальных гладких – на 0,76, для труб
стальных старых и шероховатых — на 3,6, для чугунных старых — на 2,1.
Пример проверки условий всасывания
к насосу
Задвижка
Отвод и участки трубы
Переход
Фланец
Обратный клапан
Насос К50-32-125 находится на высоте 1,3 м над уровнем поверхности
воды или водоема, откуда будет закачиваться загрязненная вода. На конце стальной трубы, опущенной в воду,
находится обратный клапан, за ним
выше стальной переход (конусный
диффузор). На верхнем конце трубы
установлен стальной отвод 90°, к
нему присоединен горизонтальный
участок трубы d=50мм длиной 1 м, к
концу этой трубы присоединена задвижка d=50мм и с ней соединен
вход насоса через горизонтальный
участок трубы d=50мм длиной 0,4 м
(см. рис. 2).
Рис.2
Фланец
(0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567
WWW.PARAD.BIZ.UA
Исходные значения:
Производительность насоса – 12 м3/час.
Высота от центра всасывающего патрубка насоса до поверхности воды Н=3м.
Температура воздуха – 30°С.
Плотность грязной воды – примем 1,3 кг/дм3.
Давление насыщенного пара – при 30°С Tv=0,0432 кг/см2 (из табл. 2 для
температуры 30°С)
На всасывание применяется стальная гладкая труба диаметром 50 мм.
Обратный клапан – d=65.
Переход – (конусный диффузор) диаметром 65*50 мм.
Отвод (колено) – d=50.
Задвижка открытая – d=50.
Кавитационный запас насоса Квзап = 3,5м (из таблицы на стр. 10 )
Для определения возможности всасывания воды насосом К50-32-125 из
водоема выполним следующие шаги расчета.
Шаг 1. Рассчитаем потери на трение в нашем всасывающем трубопроводе
Ппот. Исходными данными для расчета потерь являются: производительность
насоса Q = 12 м3/час, основной диаметр трубопровода (в нашем случае это
диаметр трубы d = 50мм).
По диаграмме (рис.1) для трубопровода d50 мм и производительности
насоса 12 м3/час находим сопротивление трубопровода. Для этого по оси Х
(подача в м3/час) берем точку 12 м3/час, поднимаемся вверх до пересечения с наклонной кривой для внутреннего диаметра трубы d50 (на графике
приведены наклонные для диаметров труб от 15 до 700 мм), а из точки
пересечения вертикальной прямой и наклонной d = 50 мм на оси У (потери
давления на каждые 100 м) получаем потери в нашем трубопроводе для его
длины 100 м равными Ппот 100 м = 7 м.
Для стальной гладкой трубы умножаем это значение на коэффициент 0.76 и
получаем значение
Ппот 100 м = 7*0,78 = 5,46 м.
Тогда потери в таком трубопроводе на 1м. длины равны
Ппот 1 м = 5,46/100 = 0,0546 м.
Шаг 2. Вычисляем эквивалентную суммарную длину всасывающего трубопровода Lсум.
Исходные данные:
длина вертикального участка трубы (от поверхности воды до середины всасывающего патрубка насоса) Lтр.верт.= 1,3 м, два горизонтальных участка трубы Lтр.гор.1 = 1 м и Lтр.гор.2 = 0,4 м.
ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ. Общая длина вертикальной трубы может быть и
больше, чем 1,3 м. Например, труба входит под воду еще на 2 м глубины.
Тогда вертикальная труба будет иметь общую длину 3,3 м. Но для расчетов
нас интересует только ее длина от поверхности воды до входа в насос, т.е. в
нашем случае эта длина равна 1,3 м!
(0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567
WWW.PARAD.BIZ.UA
ИНСТРУМЕНТЫ МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОДЫ МЕТИЗЫ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРЫ АРМАТУРА РУКАВА
3
Эквивалентные длины дополнительных элементов трубопровода, а именно:
обратного клапана Lобр., перехода Lперех., отвода Lотв. и задвижки Lзадв.
Из табл. 1 эквивалентная длина (в метрах водяного столба) обратного
клапана d65 равна Lобр. = 8 м, перехода (конусного диффузора) 50х65
(берем больший размер 65 мм) равна Lперех. = 5 м, для отвода (колена) d50
равна Lотв. = 0.7 м, для открытой задвижки d50 ее эквивалентная длина равна Lзадв. = 2 м.
Тогда суммарная эквивалентная длина нашего всасывающего трубопровода
d50 мм равна:
Lсум. = Lтр.верт. + Lтр.гор1. + Lтр.гор2. + Lобр. + Lперех. + Lотв. + Lзадв.
Lсум. = 1,3м + 1 м + 0,4 м + 8 м + 5 м + 0,7 м + 2 м
Lсум. = 18,4 м
Шаг3. Вычисляем суммарные потери во всасывающем трубопроводе.
Исходные данные:
– суммарная эквивалентная длина трубопровода Lсум. = 18,4 м;
– потери на 1 м. трубопровода d50мм (получены на Шаге
Ппот 1 м = 0,0546 м.
Ппот = Lсум. * Ппот 1 м = 18,4 * 0,0546 = 1,004 м
Принимаем Ппот = 1 м.
1)
Шаг 4. Теперь составим уравнение в соответствии с формулой (1)
Н + Ппот ≤ 9,7/Y – 10 Tv/Y – Квзап
1,3+1 ≤ (9,7/1,3) – (10*0,043/1,3) – 3.5
или 2,3 ≤ 7,46-0,33 – 3,5,
в результате 2,3 ≤ 3,63
Вывод.
Так как условия всасывания в данном примере соблюдается, то при
расположении насоса на высоте 1,3 м над уровнем воды в водоеме насос
К50-32-125 при производительности 12 м3/час вполне способен засасывать
воду из открытого водоема (при условии предварительной заливки рабочего
колеса насоса и всасывающего патрубка водой, конечно).
Анатолий Павлов
(067) 943-37-87
(0412) 418-421, 414-722, (067) 41-11-567
WWW.PARAD.BIZ.UA