Расчёт винтового гидронасоса
Расчет площади поперечного сечения каждого участка трубопровода. Определение основных параметров шестерённого насоса. Ширина зуба и мощность привода. Скорость течения жидкости. Коэффициенты местных сопротивлений. Устройство трех, двухвинтового насоса.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.01.2014 |
| Размер файла | 464,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Определить величину Н, необходимую для подачи по трубопроводу жидкости
Рабочая жидкость вода. Температура жидкости 18оС. Трубы стальные. Расход жидкости Q=12 л/с.
l1=600м d1=30мм.
l2=420м d2=28мм.
l3=300м d3=26мм.
l4=150м d4=24мм.
Рис. 1
Решение:
1. Определяем площадь поперечного сечения каждого участка трубопровода по формуле:
F=рd2/4
F1=3,14•302/4=706,50 мм2
F2=3,14•282/4=615,44 мм2
F3=3,14•262/4=530,66 мм2
F4=3,14•242/4=452,16 мм2
2. Определяем средние скорости течения жидкости на каждом участке по формуле:
х=Q/F.
х1=12•10-3/706,50•10-6=16,99 м/с.
х2=12•10-3/615,44•10-6=19,50 м/с.
х3=12•10-3/530,66•10-6=22,61 м/с.
х4=12•10-3/456,16•10-6=26,54 м/с.
3. Рассчитываем числа Рейнольдса по формуле:
Re=хd/v.
Re1=16,99•30•10-3/1,06•10-6=468474.
Re2=19,50•28•10-3/1,06•10-6=501838.
Re3=22,61•26•10-3/1,06•10-6=540313.
Re4=26,54•24•10-3/1,06•10-6=585441.
4. Определяем коэффициенты Дарси по формуле:
л=0,3164/4vRe.
л1=0,01209.
л2=0,01189.
л3=0,01167.
л4=0,01144.
5. Определяем коэффициенты местных сопротивлений: при входе в трубу:
е1=0,5.
при внезапном сужении:
е=0,5(1-F2/F1).
е2=0,064.
е3=0,069.
при постепенном сужении:
е=л(1-(F2/F1)2)/8sin(ц/2).
е4=0,0008.
6. Вычисляем напор трубопровода по формуле:
H=?(л•(l/d)+е)•х2/2g.
H=496 м.
2. Определить основные параметры шестерённого насоса: диаметр шестеренкой колеса, ширина зуба, мощность привода насоса. Представить эскиз шестеренного насоса, описать конструкцию и принцип действия. Рабочие параметры:
Q=22л/мин.
P=0,9МПа.
n=1300об/мин.
z=8.
з=0,94.
Рис. 2
Шестеренные насосы отличаются простотой изготовления, малым весом и габаритами. Жидкость, поступающая из всасывающего трубопровода, захватывается зубьями шестерён и прогоняется между корпусом и зубьями во впадинах к нагнетательному трубопроводу. Зубья при сцеплении шестерён выдавливают жидкость из впадин, и создаваемое при этом давление выталкивает жидкость в нагнетательный трубопровод.
Стандартный угол зацепления б=200. Принимаем модуль m=5мм.
Решение:
1. Определяем ширину венца зубчатого колеса:
Q=2рm2b(z+1-(рcosб)2/12)nз.
b=Q/(2рm2(z+1-(рcosб)2/12)nз).
b=0,01385 м.
b=13,85 мм.
2. Рассчитываем диаметр шестерённого колеса:
d=mz.
d=40 мм.
3. Определяем мощность привода насоса:
N=QPз.
N=22•10-3•0,9•106•0,94/60=310,2 Вт.
3. Определить эквивалентную шероховатость трубопровода ?, если известно:
Re=150000
л=0,025
D=65мм
трубопровод насос привод двухвинтовой
Решение:
1. Определяем характер движения жидкости:
Re > Re крит(2300).
Режим течения жидкости турбулентный.
2. Определяем из графика при л=0,025 и Re=150000:
?/D=0,0009
?=0,0585 мм
4. Вычислить потери напора жидкости в трубопроводе, если даны:
l=260м.
D=160мм.
?=0,22мм.
х=1,5м/с.
н=20мм2/с.
Решение:
1. Вычисляем число Рейнольдса по формуле:
Re=хd/v
Re=1,5•160•10-3/20•10-6=12000
Re ? Re крит(2400)
2. Определяем коэффициент Дарси по формуле:
л=0,3164/4vRe
л=0,03023
3. Определяем потери напора в трубопроводе:
h= л•(l/d)•(х2/2g)
h=5,64 м
5. Построить характеристику трубопровода (построить график), если даны:
l=100м.
?=0,15мм.
D=70мм.
н=5мм2/с.
Решение:
1. Вычислим скорость, при которой режим течения будет ламинарным:
Re=1000.
х=Reн/d.
х=1000•5•10-6/70•10-3=0,0714 м/с
2. Определяем потери напора при этой скорости по формуле:
h= л•(l/d)•(х2/2g).
л=64/Re=0,064.
h=0,024 м.
3. Определяем расход жидкости:
Q=хрd2/4.
Q=0,00027 м3/с.
Q=0,27 л/с.
4. 3адаём значение скорости при турбулентном движении жидкости:
Re=2400.
а) х=0,171 м/с.
л=0,04762.
h=0,101 м.
Q=0,00066 м3/c.
Q=0,66 л/с.
б) х=0,271 м/с.
л=0,04089.
h=0,22 м.
Q=0,00104 м3/c.
Q=1,04 л/с.
в) х=0,373 м/с.
л=0,03715.
h=0,373 м.
Q=0,00143 м3/c.
Q=1,43 л/с.
Табл. 1
|
h,м |
0,024 |
0,101 |
0,22 |
0,373 |
|
|
Q,л/с |
0,27 |
0,66 |
1,04 |
1,43 |
Рис. 3
6. Выполнить расчёт простого трубопровода. Насос качает жидкость из бака. Вычислить Н (высоту центра насоса над уровнем жидкости), если допускаемая высота:
Нвак=8 м водного столба.
Q=16л/с.
н=3мм2/с.
l=42м.
D=140мм.
?=0,65мм.
r=230мм.
Рис. 4
Решение:
1. Уравнение Бернулли:
PБ/pg=H+Pнас/pg+х2/2g+?h.
PБ/pg-Pнас/pg=Pвак/pg=Hвак.
H=Hвак- х2/2g-?h.
2. Определяем скорость течения жидкости:
х=Q/F.
х=16•10-3•4/3,14•0,142=1,04 м/с.
3. Определяем коэффициенты местных сопротивлений:
на участке 1.
е=0,5.
h=0,028 м.
на участках 2,3,4.
е=0,051+0,19d/r.
е=0,051+0,19•0,14/0,23=0,1667.
h=0,0092 м.
4. Определяем потери напора в трубопроводе по формуле:
h= л•(l/d)•(х2/2g).
Рассчитываем число Рейнольдса:
Re=хd/v.
Re=1,04•0,14/3•10-6=65333.
Определяем из графика при Re=65333 и ?/D=0,0046.
л=0,025.
Потери напора в трубопроводе
h=0,025•(42/0,14)•(1,042/2•9,8)=0,42 м
5. Определяем высоту центра насоса над уровнем жидкости:
H=8-1,042/2•9,8-0,42-0,028-3•0,0092=7,47 м
7. Расчет винтового гидронасоса
Наиболее распространены трехвинтовые насосы (рис. 5). Насос состоит из трех винтовых роторов, средний из которых является ведущим, а два боковых - ведомыми, служащими в качестве уплотнителей ведущего винта. Передаточное отношение между ведущим и ведомыми роторами равно единице. При вращении винтов их нарезки, взаимно замыкаясь, отсекают во впадинах некоторый объем жидкости и перемещают его вдоль оси вращения. Поскольку нарезки винтов, выполняющие в этих насосах роль поршней, движутся непрерывно в одном направлении, пульсация подачи в насосе практически отсутствует. Для компенсации осевых сил применяют гидравлическую разгрузку, осуществляемую с помощью давления жидкости, подводимой в камеры со стороны торцов а и b осей винтов.
Рис. 5. Схема трехвинтового насоса
Эти насосы имеют высокий КПД (0,8-0,85) в широком диапазоне нагрузок. Их строят на давление до 200 кГ/см2.
При вращении винтов жидкость, заполняющая впадины винтов, перемещается поступательно на величину одного шага за один оборот ведущего винта, т. е. за один оборот перемещается объем жидкости, заключенный во впадинах нарезок винтов в пределах одного шага.
В соответствии с этим расчетная производительность трехвинтового насоса за один оборот ведущего винта равна объему каналов, по которым жидкость движется вдоль винтов в пределах одного шага.
q=(F-f)t.
Расчетная производительность при числе оборотов n в единицу времени:
Q=(F-f)tn,
где F и f - соответственно площади поперечного сечения расточек (колодцев) корпуса под винты диаметром D и d сечения винтов (заштрихованные сечения).
Для определения Q можно пользоваться эмпирическим выражением:
Q=d3n/14,5.
Условие герметичности требует постоянного перекрытия между камерами всасывания и нагнетания; для этого минимальная длина винтов должна быть:
L=1,25t.
При этой длине обеспечивается перекрытие канала (впадины) винта. Для получения более высоких давлений предусматривают несколько перекрытий, в соответствии с чем длина винта должна быть увеличена; в практике она достигает (для p=200 кГ/см2) значения L=(6?8)t.
Двухвинтовые насосы.
Двухвинтовые насосы (рис.6) обычно выпускают на относительно небольшие расходы (20-40 л/мин) при давлении до 100 кГ/см2.
Расчетную производительность двухвинтового насоса определяют по формуле:
Q=Ftn,
где F - площадь поперечного сечения канавок винтов; t - шаг нарезки винта в см; n - число оборотов в минуту.
Рис. 6. Схема двухвинтового насоса
Значение F с достаточной точностью может быть определено по выражению:
F =р(Dн2+ Dв2)/4,
где DH и DВ соответственно диаметры внешний и впадин винта.
Для компенсации осевых сил, возникающих в результате действия крутящего момента, применяют гидравлическую разгрузку: подвод рабочей жидкости через каналы а и b к соответствующим торцам (рис. 6.) или сдвоенные винты (рис. 7), одна половина которых имеет правую и вторая - левую нарезки. Связь ведущего винта с ведомым обычно осуществляется с помощью шестеренной пары а (рис. 7).
Рис. 7. Насос со сдвоенными винтами
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Преимущества насосов с однозаходным ротором круглого сечения. Назначение, техническая характеристика, конструкция и принцип действия винтового насоса. Монтаж, эксплуатация и ремонт. Влияние зазора и натяга в рабочих органах на характеристики насоса.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2011Напорная характеристика насоса (напор, подача, мощность на валу). График потребного напора гидравлической сети. Расчет стандартного гидроцилиндра, диаметра трубопровода и потери давления в гидроприводе. Выбор насоса по расходу жидкости и данному давлению.
контрольная работа [609,4 K], добавлен 08.12.2010Расчет трубопровода, выбор центробежного насоса. Методы регулировки его работы в схеме циркуляционной мойки резервуаров и трубопроводов. Расчет сопротивлений трубопровода и включенных в него аппаратов. Разбивка трубопровода насосной установкой на участки.
курсовая работа [258,3 K], добавлен 10.04.2012Особенности работы насоса на сеть, способы регулирования и определения его рабочих параметров на базе экспериментально снятых характеристик. Измерение расхода жидкости, выбор мощности и напора насоса. Правила техники безопасности при обслуживании насоса.
лабораторная работа [7,5 M], добавлен 28.11.2009Методика конструктивного расчета основных параметров насоса и профилирования цилиндрической лопасти; вычисление спирального отвода с круговыми сечениями. Определение радиуса кругового сечения спиральной камеры и механического КПД центробежного насоса.
курсовая работа [746,3 K], добавлен 14.03.2012Расчёт технологической схемы, включающий определение оптимального соотношения между диаметрами всасывающего и нагнетательного трубопроводов и скоростями потока в них с учётом местных сопротивлений и потерь напора. Конструкция и принцип действия насоса.
курсовая работа [187,3 K], добавлен 30.11.2015Центробежные насосы и принцип их работы. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса. Принципы подбора типа электродвигателя. Особенности эксплуатации центробежного насоса.
курсовая работа [859,3 K], добавлен 27.05.2013Расчет внутреннего диаметра трубопровода, скорость движения жидкости. Коэффициент гидравлического трения, зависящий от режима движения жидкости. Определение величины потерь. Расчет потребного напора. Построение рабочей характеристики насосной установки.
контрольная работа [187,7 K], добавлен 04.11.2013Определение высоты всасывания центробежного насоса по его характеристикам: потребляемой мощности двигателя, числу оборотов, диаметру всасывающего трубопровода. Расчет расхода жидкости насосом, напора, коэффициента потерь напора по длине трубопровода.
лабораторная работа [231,5 K], добавлен 19.12.2015Напор и полезная мощность насоса. Коэффициент полезного действия насоса. Гидравлические, объемные и механические потери энергии. Трение в подшипниках, в уплотнениях вала, потери на трение жидкости о нерабочие поверхности рабочих колес, дисковое трение.
контрольная работа [69,8 K], добавлен 01.04.2011Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт. Возможные варианты регулирования подачи.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.04.2014Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт. Варианты регулирования подачи, расчеты.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.08.2012Составление уравнений Бернулли для сечений трубопровода. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода. Определение местных сопротивлений, режимов движения жидкости на всех участках трубопровода и расхода жидкости через трубопровод.
задача [2,1 M], добавлен 07.11.2012Простые и сложные трубопроводы, их классификация по принципу работы. Расчет гидравлических характеристик трубопровода. Выбор базовой ветви трубопровода. Расчет требуемой производительности и напора насоса. Подбор насоса и описание его конструкции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 31.10.2011Устройство и принцип работы гидропривода станка. Расчет расходов в магистралях с учетом утечек жидкости. Выбор гидроаппаратуры и гидролиний. Определение производительности насоса, потерь давления на участках гидросистемы, толщины стенок трубопровода.
курсовая работа [819,5 K], добавлен 19.10.2014Определение скорости движения среды в нагнетательном трубопроводе. Расчет полного гидравлического сопротивления сети и напора насосной установки. Определение мощности центробежного насоса и стандартного диаметра трубопровода. Выбор марки насоса.
контрольная работа [38,8 K], добавлен 03.01.2016Назначение, технические данные, конструкция и принцип работы насоса НЦВ 40/40. Гидравлический расчет проточной части. Профилирование меридионального сечения рабочего колеса. Расчет спиральной камеры круглого сечения. Расчет на прочность вала насоса.
курсовая работа [917,5 K], добавлен 14.04.2015Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.06.2011Построение схемы трубопровода. Определение режима движения жидкости. Определение коэффициентов гидравлического трения и местных сопротивлений, расхода жидкости в трубопроводе, скоростного напора, потерь напора на трение. Проверка проведенных расчетов.
курсовая работа [208,1 K], добавлен 25.07.2015Классификация центробежных насосов, скорость жидкости в рабочем колесе. Расчет центробежного насоса: выбор диаметра трубопровода, определение потерь напора во всасывающей и нагнетательной линии, полезной мощности и мощности, потребляемой двигателем.
курсовая работа [120,8 K], добавлен 24.11.2009
