Определение режима работы насосной установки.

Вода подаётся центробежным насосом 4К-90/55 из резервуара в водонапорную башню по схеме, приведённой на рис. 6. Всасывающая линия устроена из стальных труб диаметром d_вс=200 мм и длиной l_вс=50 м; напорная линия смонтирована из чугунных труб d_н=150 мм и l_н=600 м. Отметка воды в резервуаре Z_РЧВ=20 м, отметка выливного отверстия напорной трубы в водонапорной башне Z_ВБ=52 м. Характеристика насоса приведена на рис. 7.

Рис. 6. Схема системы подачи воды из

резервуара в водонапорную башню.

Требуется определить режим работы насосной установки и соответствующие ему подачу q, л/с, напор Н, м, КПД насоса h_н, допустимую высоту всасывания , м, и мощность насоса N_н, кВт.

Решение. Рабочий режим насосной установки определяется точкой А – точкой пересечения кривой q-H насоса и характеристики системы трубопроводов q-H_тр. Так как характеристика насоса даётся в графической форме, то для нахождения точки работы насоса (т. А) на графике характеристики насоса строится кривая характеристики трубопровода q-H_тр. По точке А определяются: подача насоса q – проведением через точку А вертикальной линии А-а до пересечения с осью абсцисс q; напор насоса Н – проведением через точку А горизонтальной линии А-в до пересечения с осью ординат Н; КПД насоса h_н – проведением вертикальной линии А-с через точку А до пересечения с кривой q-h и из точки пересечения с горизонтальной линией с-d до пересечения с осью ординат h; мощность насоса N_н – проведением через точку А вертикальной линии А-е до пересечения с кривой q-N и из точки е горизонтальной линии e-f до пересечения с осью ординат N, а также допустимая высота всасывания - проведением через точку А вертикальной линии А-и до пересечения с кривой q-и из точки и горизонтальной линии и-к до пересечения с осью ординат .

Характеристика системы трубопроводов q-H_тр представляется уравнением:

Н_тр=Н_г+(1,1А_вс·К_вс·l_вс+1,05А_н·К_н·l_н)Q²=

=(52-20)+(1,1·5,149·50·К_вс+1,05·34,09·600·К_н)Q².

Уравнение характеристики системы трубопроводов окончательно примет вид:

Н_тр=32+(283,2К_вс+21476,7К_н)Q².

По этому уравнению для разных значений Q, м³/с, определяются соответствующие значения Н_тр.

Рис. 7. Характеристика центробежного насоса 4К-90/55.

Таблица 9

Данные для построения характеристики трубопровода.

По q и Н_тр строится характеристика q-Н_тр (см. рис. 7). Точке А – точке работы насосной установки, точке пересечения кривых q-Н насоса и q-Н_тр системы трубопроводов – будут соответствовать параметры насоса: подача q=24 л/с; напор Н=45 м; КПД h_н=0,72; мощность N_н=15 кВт, =5,6 м.

Таблица 10

Исходные данные по вариантам

Выполнить задачу №4 в следующей последовательности:

1. Построить характеристику трубопровода по исходным данным табл. 9.

2. Предложить марку центробежного насоса для определения его рабочих параметров используя каталоги производителей. Подбор насоса производить таким образом, чтобы рабочая точка А попадала в экономичный диапазон.

3. Представить графические характеристики подобранного центробежного насоса с нанесённой характеристикой трубопровода, выписать искомые значения q, Н, h_н, N_н, .