Torustik kui vedelate ja gaasiliste meediumite transpordimeetod on kõigis majandussektorites kõige ökonoomsem viis. See tähendab, et ta naudib alati spetsialistide suurenenud tähelepanu.

Projekteerimise hüdrauliline analüüs torustiku süsteem   võimaldab teil määrata torude siseläbimõõdu ja rõhu languse maksimaalse läbilaskevõime korral. Sel juhul on kohustuslikud järgmised parameetrid: materjal, millest torud on valmistatud, toru tüüp, tootlikkus, pumbatava kandja füüsikalis-keemilised omadused.

Valemite abil arvutusi tehes võib osa antud väärtustest võtta referentskirjandusest. F.A.Švelev, professor, tehnikateaduste doktor töötas läbi tabelid läbilaskevõime täpseks arvutamiseks. Tabelid sisaldavad siseläbimõõdu, takistuse ja muude parameetrite väärtusi. Lisaks on olemas tabel vedelike, gaasi, veeauru kiiruste ligikaudsete väärtuste kohta, et lihtsustada tööd torude läbilaskevõime määramisel. Seda kasutatakse kommunaalteenuste sektoris, kus täpsed andmed pole nii vajalikud.

Arveldusosa

Läbimõõdu arvutamine algab vedeliku ühtlase liikumise valemi abil (pidevusvõrrand):

kus q on hinnanguline vool

v on voolu majanduslik kiirus.

ω on ümmarguse toru läbimõõduga d ristlõikepindala.

See arvutatakse järgmise valemi abil:

kus d on siseläbimõõt

seega d \u003d √4 * q / v * π

Eeldatakse, et vedeliku kiirus torujuhtmes on 1,5–2,5 m / s. See on väärtus, mis vastab lineaarse süsteemi optimaalsele tööle.

Survetoru (rõhu) kadu leitakse Darcy valemi abil:

h \u003d λ * (L / d) * (v2 / 2g),

kus g on gravitatsiooni kiirendus,

L on torusektsiooni pikkus,

v2 / 2g - kiirust (dünaamilist) näitav parameeter,

λ - hüdraulilise takistuse koefitsient, sõltub vedeliku liikumise režiimist ja toruseinte kareduse astmest. Karedus tähendab ebaühtlust, gaasijuhtme sisepinna defekti ja jaguneb absoluutseks ja suhteliseks. Absoluutne karedus on konaruste kõrgus. Suhtelise kareduse saab arvutada järgmise valemi abil:

Karedus on erineva kujuga ja toru pikkuses ebaühtlane. Sellega seoses võetakse arvutustes arvesse parandustegurit keskmist karedust k1. See väärtus sõltub mitmest punktist: torumaterjalist, süsteemi töö kestusest, mitmesugustest defektidest korrosiooni kujul jne. Terastorustiku jaoks rakendatakse väärtust, mis võrdub 0,1–0,2 mm. Samal ajal võib teistes olukordades parameetri k1 võtta F. A. Shevelkovi tabelitest.

Sel juhul, kui liini pikkus on lühike, on lokaalne rõhukadu (rõhk) pumbajaamades umbes sama kui rõhukaotus kogu torude pikkuses. Kogukahju määratakse järgmise valemi abil:

h \u003d P / ρ * g, kus

ρ on söötme tihedus

Olukorrad juhtuvad, kui torujuhe ületab takistuse, näiteks veekogud, teed jne. Siis kasutatakse dukereid - takistuse alla asetatud lühikeste torudena kasutatavaid konstruktsioone. Ka siin täheldatakse vedeliku rõhku. Sifoonide läbimõõt leitakse järgmise valemi abil (võttes arvesse, et vedeliku voolukiirus on üle 1 m / s):

h \u003d λ * (L / d) * (v2 / 2g),

h \u003d I * L + Σζ * v2 / 2g

ζ - kohaliku takistuse koefitsient

Torukandikute märkide erinevus dukeri alguses ja lõpus võetakse võrdseks rõhukaoga.

Kohalikud takistused arvutatakse järgmise valemi abil:

hm \u003d ζ * v2 / 2g.

Vedeliku liikumine on laminaarne ja turbulentne. Koefitsient hm sõltub voolu turbulentsist (Reynoldsi arv Re). Suureneva turbulentsi korral tekivad täiendavad vedeliku turbulentsid, mille tõttu hüdraulilise takistuse koefitsient suureneb. Re ›3000 juures jälgitakse alati turbulentset režiimi.

Hüdraulilise takistuse koefitsient laminaarses režiimis, kui Re ‹2300, arvutatakse järgmise valemi abil:

Ruutkeskmise turbulentse voolu korral sõltub ζ lineaarse objekti arhitektuurist: põlve paindenurk, klapi avanemisaste, tagasilöögiklapi olemasolu. Torust väljumiseks on ζ 1. Pikkadel torujuhtmetel on kohalik vastupanu   umbes 10-15% hõõrdeteguri kohta. Siis kogu kahju:

H \u003d htr + Σ htr ≈ 1,15 htr

Arvutuste tegemisel valitakse pump vooluparameetrite, rõhu, tegeliku jõudluse põhjal.

Järeldus

Torujuhtme hüdraulilist arvutamist on veebipõhises ressursis täiesti võimalik teha, kus kalkulaator annab soovitud väärtuse. Selleks piisab, kui sisestada torude koostis, kuna nende algväärtused, pikkus ja masin toodavad soovitud andmed (siseläbimõõt, rõhukaotus, voolukiirus).

Lisaks on olemas veebiversioon Shevelev Tables programmist ver 2.0. See on lihtne ja hõlpsasti õpitav, jäljendab tabelite raamatuversiooni ja sisaldab ka arvutuskalkulaatorit.

Lineaarsete süsteemide paigaldamisega tegelevatel ettevõtetel on oma arsenalis spetsiaalsed programmid torude läbilaskevõime arvutamiseks. Üks neist "Hydrosystem" töötati välja Vene programmeerijate poolt, see on Venemaa tööstuses populaarne.

5 VORMIDE HÜDRAULILINE ARVUTAMINE

5.1 Lihtne konstantse ristlõikega toru

Torujuhtme nimi on lihtnekui sellel pole harusid. Lihtsad torustikud võivad moodustada ühendusi: jada-, paralleel- või hargnenud. Torujuhtmed võivad olla keerulinemis sisaldavad nii jada- kui ka paralleelühendusi või harusid.

Vedelik liigub läbi torujuhtme tulenevalt asjaolust, et selle energia torujuhtme alguses on suurem kui lõpus. Seda energiatasemete erinevust (erinevust) saab ühel või teisel viisil tekitada: pumba töö, vedeliku taseme erinevuse, gaasi rõhu tõttu. Masinaehituses on vaja käsitleda peamiselt torustikke, mille vedeliku liikumine on tingitud pumba tööst.

Torujuhtme hüdraulilises arvutamises määratakse see kõige sagedamini vajalik rõhkH   higi - väärtus, mis on arvuliselt võrdne piezomeetrilise kõrgusega torujuhtme algses lõigus. Kui vajalik rõhk on seatud, siis on kombeks seda kutsuda ühekordne rõhkH   dets. Sel juhul saab voolukiiruse kindlaks määrata hüdrauliliste arvutuste abil Q vedelik torustikus või selle läbimõõt d. Torujuhtme läbimõõdu väärtus valitakse paigaldatud seeriast vastavalt GOST 16516-80.

Laske lihtsal püsiva voolu ristlõikega torujuhtmel, mis asub suvaliselt ruumis (joonis 5.1, ja), on kogupikkusega l   ja läbimõõt d ja sisaldab mitmeid kohalikke hüdraulilisi takistusi I ja II.

Kirjutame algväärtuseks Bernoulli võrrandi 1-1 ja lõplik 2-2 selle torujuhtme lõigud, eeldades, et Coriolise koefitsiendid nendes lõikudes on samad (α 1 \u003d α 2). Pärast rõhupea vähendamist saame

kus z 1 , z 2 - vastavalt alg- ja lõpposa raskuskeskmete koordinaadid;

lk 1 , lk 2 - rõhk torujuhtme vastavates alg- ja lõpposades;

Torujuhtme kogu rõhukadu.

Siit tuleneb vajalik rõhk

, (5.1)

Nagu saadud valemist võib näha, on nõutav rõhk kogu geomeetrilise kõrguse summa Δz = z 2 – z 1 , vedelik tõuseb piki torujuhtme liikumist, torujuhtme viimases lõigus esinevat piezomeetrilist kõrgust ja kogust hüdraulilised kaod   rõhk, mis tuleneb vedeliku liikumisest selles.

Hüdraulikas on tavaks mõista torujuhtme staatilise rõhu suurust .

Seejärel tähistame kogukadusid voolu kiiruse võimuseadusliku funktsioonina Q, saame

kus t -väärtus, mis sõltub torustiku vedeliku voolu režiimist;

K on torujuhtme takistus.

Vedeliku voo ja laminaarse lokaalse takistuse laminaarses režiimis (nende ekvivalentsed pikkused on antud l   eq) kogukahjum

,

kus l   arvutus \u003d l + l   equiv - torujuhtme eeldatav pikkus.

Seetõttu laminaarses režiimis t \u003d1, .

Turbulentse vedelikuvooluga

.

Asendades selles valemis vedeliku keskmise kiiruse läbi voolu, saame kogu rõhukao

. (5.3)

Siis turbulentses režiimis ja eksponent m   \u003d 2. Tuleks meeles pidada, et üldjuhul on hõõrdekao koefitsient kogu pikkuses ka voolukiiruse funktsioon Q.

Tehes sama igal konkreetsel juhul, pärast lihtsaid algebralisi teisendusi ja arvutusi, saate valemi, mis määrab antud lihttorustiku jaoks vajaliku rõhu analüütilise sõltuvuse selles voolust. Näited sellistest graafilistest sõltuvustest on toodud joonisel 5.1. b, kell.

Ülaltoodud valemite analüüs näitab, et vajaliku rõhu määramise probleemi lahendus H   kaotus teadaoleval voolukiirusel Q vedelik torustikus ja selle läbimõõt d see ei ole keeruline, kuna torustikus on alati võimalik hinnata vedeliku voogu, võrreldes kriitilist väärtust Re   kuni   lk   \u003d 2300 selle tegeliku väärtusega, mille ümmarguse ristlõikega torude jaoks saab valemi abil arvutada

Pärast voolurežiimi määramist on võimalik valemi (5.2) abil arvutada rõhukadu ja seejärel vajalik rõhk.

Kui kogused Q või d teadmata, enamikul juhtudel on voolurežiimi keeruline hinnata ja seetõttu on mõistlik valida valemid, mis määravad rõhukadu torustikus. Sellises olukorras võib soovitada kasutada kas järjestikulist lähendamismeetodit, mis nõuab tavaliselt piisavalt suurt arvutustööd, või graafilist meetodit, mille rakendamisel on vaja konstrueerida nõutava torujuhtme rõhu niinimetatud karakteristik.

5.2. Lihtsa torujuhtme vajaliku rõhu karakteristikute loomine

Graafiline esitus koordinaatides N-Q nimetatakse hüdraulikasüsteemi torustiku jaoks saadud analüütilist sõltuvust (5.2) nõutava rõhu karakteristik.Joonisel 5.1 b, cantud on mitu vajaliku rõhu võimalikku karakteristikut (lineaarne - laminaarse voolu režiimi ja lineaarsete lokaalsete takistustega; kõverjooneline - turbulentse voolurežiimiga või torujuhtmes esinevate ruutmeetriliste lokaalsete takistustega).

Nagu graafikutest näha, on staatilise rõhu väärtus N   st võib olla positiivne (vedelik tarnitakse teatud kõrgusele Δ) z või viimases osas on ülerõhk lk   2) ja negatiivne (kui vedelik voolab alla või kui see liigub vaakumis õõnsusse).

Vajaliku rõhu karakteristikute järsus sõltub torujuhtme takistusest ja suureneb toru pikkuse suurenemise ja läbimõõdu vähenemisega ning sõltub ka kohalike hüdrauliliste takistuste arvust ja omadustest. Lisaks on laminaarse voolu režiimi korral kaalutud väärtus võrdeline ka vedeliku viskoossusega. Nõutava rõhu ja abstsissurve karakteristiku ristumispunkt (punkt JAjoonisel 5.1, b, kell) määrab torujuhtme voolukiiruse raskusjõu järgi liikudes.

Voolukiiruse määramiseks kasutatakse laialdaselt vajaliku rõhu graafilisi sõltuvusi. Q nii lihtsate kui ka keerukate torujuhtmete arvutamisel. Seetõttu kaalume sellise sõltuvuse konstrueerimise metoodikat (joonis 5.2, ja). See koosneb järgmistest etappidest.

1. etapp.Valemi (5.4) abil määrame kriitilise voolukiiruse Q   cr vastavad Re   kuni   lk\u003d 2300 ja märkige see kulude teljele (abstsisstelg). Ilmselt kõigi vasakpoolsete kulude jaoks Q   cr, torustikus on laminaarse voolu režiim ja paremal asuvate kulude jaoks Q   cr - turbulentne.

2. etapp.Arvutame vajaliku rõhu väärtused H 1ja H2   torujuhtme voolukiirusel, mis on võrdne Q   vastavalt cr, eeldades, et H 1 -- arvutustulemus laminaarse voolu režiimis ja - H 2 -turbulentsega.

3. etapp.Konstrueerime laminaarse voolu režiimi jaoks vajaliku rõhu karakteristiku (kulude jaoks vähem Q   cr) . Kui torustikku paigaldatud kohalikel takistustel on kadude lineaarne sõltuvus voolust, siis on nõutava rõhu karakteristikul lineaarne kuju.

4. etapp.Konstrueerime turbulentse voolu režiimi jaoks vajaliku rõhu karakteristiku (suurte kulude jaoks) Q   kuni   lk). Kõigil juhtudel saadakse kõverjooneline karakteristik, mis on teise astme parabooli lähedal.

Omades antud torujuhtme jaoks vajaliku rõhu omadusi, on see võimalik saadaoleva rõhu teadaoleva väärtuse järgi H   rasp leidke soovitud voolukiirus Q x (vt joonis 5.2, ja).

Kui on vaja leida torujuhtme siseläbimõõt d, siis küsib mitu väärtust d, peate üles ehitama vajaliku rõhu sõltuvuse H   hõõruda   läbimõõdust d (Joonis 5.2, b). Veel väärtuse järgi H rasplähim suurem läbimõõt valitakse standardvahemikust d   st .

Mõnel juhul kasutatakse praktikas hüdraulikasüsteemide arvutamisel nõutava rõhu omaduste asemel torujuhtme omadusi. Torujuhtme karakteristik- see on torujuhtme kogu rõhukadu sõltuvus voolukiirusest. Selle sõltuvuse analüütiline väljendus on vormis

Valemite (5.5) ja (5.2) võrdlus võimaldab järeldada, et torujuhtme karakteristik erineb staatilise rõhu puudumisel nõutava rõhu karakteristikust H   Kunst ja millal H   st = 0 need kaks sõltuvust langevad kokku.

5.3 Lihtsad torude ühendused.

Analüütilised ja graafilised arvutusmeetodid

Mõelge lihtsate torujuhtmete ühenduste arvutamise meetoditele.

Las meil on jadaühendusmitu lihtsat torustikku ( 1 , 2 ja 3 joonisel 5.3, ja) erineva pikkusega, erineva läbimõõduga, erineva lokaalse takistusega. Kuna need torujuhtmed on ühendatud järjestikku, toimub kõigis neist sama vedeliku voolukiirus Q. Kogu liigese peakaotus (punktide vahel) Mja N) koosneb rõhukaost igas lihtsas torustikus ( , , ), s.t. jadaühenduse jaoks kehtib järgmine võrrandisüsteem:

(5.6)

Rõhukadu igas lihtsas torustikus saab kindlaks määrata vastavate voolukiiruste väärtuste kaudu:

Torustike jadaühendusega hüdrosüsteemi analüütilise arvutuse aluseks on võrrandisüsteem (5.6), millele on lisatud sõltuvused (5.7).

Kui kasutatakse graafilist arvutusmeetodit, on vaja luua ühenduse kõik omadused.

Joonisel 5.3 b   näitab jadaühenduse koguomaduste saamise meetodit. Selleks kasutatakse lihtsate torujuhtmete omadusi. 1 , 2 ja 3

Jadaühenduse üldomadustele vastava punkti ehitamiseks on vaja vastavalt punktile 5.6 lisada rõhukadu algtorustikes sama voolukiirusega. Selleks tõmmatakse graafikule suvaline vertikaalne joon (suvalise voolukiirusega Q" ). Mööda seda vertikaali võetakse kokku segmendid (rõhukaotus ja), mis on saadud vertikaali ristumiskohast torujuhtmete algsete omadustega. Nii saadud punkt JAkuulub ühenduse täielike omaduste hulka. Seetõttu saadakse mitme lihtsa torujuhtme jadaühenduse koguomadused, lisades algvoolu punktide koordinaadid etteantud voolukiirusel.

Paralleelseltnimetatakse torujuhtmete ühendamiseks, millel on kaks ühist punkti (hargnemispunkt ja sulgemispunkt). Kolme lihtsa torujuhtme paralleelse ühendamise näide on toodud joonisel 5.3. kell.Ilmselt tarbimine Q vedelik hüdrosüsteemis enne hargnemist (punkt M)ja pärast sulgemist (punkt N) sama ja võrdne kulude summaga Q 1 , Q   2 ja Q 3 paralleelsetes harudes.

Kui tähistada punktides olevat kogurõhku M ja   Nüle N   M ja H n, siis on iga torujuhtme rõhukaotus võrdne nende peade erinevusega:

; ; ,

st paralleelsetes torujuhtmetes on rõhukadu alati sama. Selle põhjuseks on, et selle ühendusega kaasnevad kulud, hoolimata iga lihtsa torujuhtme erinevast hüdraulilisest takistusest Q 1 , Q 2 ja Q 3 jaotatakse nende vahel nii, et kaod jäävad samaks.

Seega on paralleelühenduse võrrandisüsteemil oma vorm

(5.8)

Rõhukadu igas ühendusse sisenevas torujuhtmes saab kindlaks määrata vormi (5.7) valemite abil. Seega on võrrandite süsteem (5.8), mida täiendavad valemid (5.7), torujuhtmete paralleelühendusega hüdrosüsteemide analüütilise arvutamise aluseks.

Joonisel 5.3 g   näitab paralleelühenduse koguomaduste saamise meetodit. Selleks kasutatakse lihtsate torujuhtmete omadusi. 1 , 2 ja 3 , mis on ehitatud sõltuvuste järgi (5.7).

Paralleelühenduse koguomaduste juurde kuuluva punkti saamiseks tuleb vastavalt punktile 5.8 lisada kulud samade rõhukadudega algstes torujuhtmetes. Selleks tõmmatakse diagrammile suvaline horisontaaljoon (suvalise kaotusega). Sellel horisontaaljoonel tehke segmentide (kulude) graafiline kokkuvõte Q 1 , Q 2 ja Q   3) saadud horisontaalsest ristmikust torujuhtmete algomadustega. Nii saadud punkt ATkuulub ühendi üldomaduste hulka. Seetõttu saadakse torujuhtmete paralleelühenduse koguomadused, lisades nende kadude korral algkarakteristikute punktide abstsissid.

Sarnast meetodit kasutades ehitatakse hargnenud torujuhtmete koguomadused. Hargnenud ühendusmida nimetatakse mitme torujuhtme kombinatsiooniks, millel on üks ühine punkt (torude hargnemise või sulgemise koht).

Eespool käsitletud jada- ja paralleelsed ühendused, rangelt öeldes, klassifitseeritakse keerukateks torustikeks. Hüdraulikas siiski all keeruline torujuhereeglina mõistavad nad mitme seeria- ja paralleelselt ühendatud lihtsa torujuhtme ühendamist.

Joonisel 5.3 don toodud näide kolmest torustikust koosneva keeruka torujuhtme kohta 1 , 2 ja 3. Torustik 1 ühendatud järjestikku torujuhtmetega 2 ja 3. Torustikud 2 ja 3 võib pidada paralleelseks, kuna neil on ühine harupunkt (punkt M) ja sisestage vedelik samasse hüdropaaki.

Komplekssete torujuhtmete puhul toimub arvutamine tavaliselt graafiliselt. Soovitatav on järgmine jada:

1) keeruline torujuhe jaguneb mitmeks lihtsaks torustikuks;

2) iga lihttorustiku omadus on ehitamisel;

3) graafilise liitmise teel saadakse keeruka torustiku karakteristik.

Joonisel 5.3 ekompleksse torustiku koguomaduste () saamiseks on näidatud graafiliste konstruktsioonide jada. Esiteks lisatakse torujuhtmete omadused vastavalt paralleelsete torujuhtmete karakteristikute lisamise reeglile ja seejärel lisatakse paralleelse ühenduse tunnus seerialiselt ühendatud torustike karakteristikute lisamise reegli omadustele ja saadakse kogu kompleksse torujuhtme omadused.

Sel viisil koostatud graafik (vt joonis 5.3, e) keerulise torujuhtme puhul on see teadaoleva voolukiiruse abil üsna lihtne Q 1 hüdrosüsteemi sisenedes määrake vajalik rõhk H   tarbimine \u003d kogu keeruka torustiku jaoks, kulud Q   2 ja Q   3 paralleelsetes harudes, samuti rõhukadu, ja igas lihtsas torustikus.

5.4 Pumbatav torustik

Nagu juba märgitud, on masinaehituses vedeliku varustamise peamine meetod selle sunnitud pumpamine. Pumpmida nimetatakse hüdrauliliseks seadmeks, mis teisendab ajami mehaanilise energia töövedeliku voolu energiaks. Hüdraulikas nimetatakse torujuhet, milles vedelikku juhib pump pumbatav torustik(Joonis 5.4, ja).

Pumba etteandega torujuhtme arvutamise eesmärk on reeglina määrata pumba (pumbapea) tekitatav rõhk. Pumbapea H   n nimetatakse kogu mehaaniliseks energiaks, mille pump kannab üle vedeliku ühikukaalu. Seega, et kindlaks teha N   n on vaja hinnata vedeliku kogu spetsiifilise energia juurdekasvu, kui see läbib pumpa, s.o.

, (5.9)

kus N sisse,   Eivedeliku erienergia vastavalt pumba sisse- ja väljalaskeavas.

Kaaluge avatud torustiku tööd pumba etteandega (vt joonis 5.4, ja). Pump pumpab vedelikku alumisest reservuaarist JArõhu all vedeliku kohal lk   0 teisele paagile Bmillises rõhus r 3 . Pumba kõrgus madalama vedeliku taseme suhtes H   1 nimetatakse imemise kõrguseks ja torujuhe, mille kaudu vedelik siseneb pumbasse, imitoruvõi imitoru. Torujuhtme viimase sektsiooni või ülemise vedeliku taseme kõrgus N 2 mida nimetatakse tühjenduskõrguseks ja torujuhtmeks, mille kaudu vedelik liigub pumbast survepeavõi tühjendusliin.

Kirjutame imitorus oleva vedeliku voolu Bernoulli võrrandi, s.o. sektsioonide jaoks 0-0 ja 1-1 :

, (5.10)

kus on rõhukadu imitorus.

Vaakumtorustike arvutamiseks on peamine võrrand (5.10). Rõhk lk 0   tavaliselt piiratud (enamasti atmosfäärirõhk). Seetõttu on imitoru arvutamise eesmärk reeglina rõhu määramine pumba ees. See peaks olema kõrgem kui vedeliku küllastunud auru rõhk. See on vajalik kavitatsiooni vältimiseks pumba sisselaskeava juures. Võrrandist (5.10) leiame vedeliku spetsiifilise energia pumba sisselaskeavas:

. (5.11)

Kirjutame Bernoulli võrrandi vedeliku voolu jaoks rõhutorus, st ristlõigete jaoks 2-2 ja 3-3:

, (5.12)

kus on rõhukaod rõhutorus.

Selle võrrandi vasakpoolne külg on vedeliku spetsiifiline energia pumba väljalaskeava juures H   välja. Sõltuvuste (5.11) parempoolne külg asendatakse (5.9) H   sisse   ja (5.12) jaoks H   väljasaame

Nagu tuleneb võrrandist (5.13), pumbapea H   n annab tõstevedeliku kõrgusele (H 1+H   2), rõhu tõus koos r 0   enne lk   3 ja kulutatakse imi- ja survetorustiku takistuste ületamiseks.

Kui võrrandi (5.13) paremal küljel   märk H   st ja asenda   kohta Kq m siis saame H   n= H kr + Kq m.

Võrrelgem viimast avaldist valemiga (5.2), mis määrab torujuhtme vajaliku rõhu. Nende täielik identiteet on ilmne:

neid. pump loob rõhu, mis on võrdne torujuhtme vajaliku rõhuga.

Saadud võrrand (5.14) võimaldab meil analüütiliselt kindlaks määrata pumbapea. Kuid enamikul juhtudel on analüütiline meetod üsna keeruline, nii et graafiline meetod torujuhtme arvutamiseks pumba etteandega on laialt levinud.

See meetod seisneb torustiku vajaliku rõhu (või torujuhtme karakteristikute) graafiku ühises joonmises. ja pumba spetsifikatsioonid. Pumba omaduste järgi mõistke pumba tekitatava rõhu sõltuvust voolust. Nende sõltuvuste ristumiskohta nimetatakse tööpunkthüdrosüsteemi ja on võrrandi (5.14) graafilise lahenduse tulemus.

Joonisel 5.4 bantakse näide sellisest graafilisest lahendusest. Siin on punkt a ja seal on hüdrosüsteemi soovitud tööpunkt. Selle koordinaadid määravad rõhu H   n loodud pumba ja voolukiiruse järgi Q   n vedeliku pumpast hüdrosüsteemi.

Kui mingil põhjusel graafiku tööpunkti asukoht disainerile ei sobi, siis saab seda asukohta muuta, kui torujuhtme või pumba mis tahes parameetreid kohandatakse.

7.5. Veehaamer torustikus

Veehaamernimetatakse ostsillatsiooniprotsessiks, mis toimub torustikus vedeliku kiiruse järsu muutusega, näiteks kui vool peatub ventiili (kraani) kiire sulgemise tõttu.

See protsess on väga põgus ja seda iseloomustab rõhu järsu tõusu ja languse vaheldumine, mis võib põhjustada hüdrosüsteemi hävimise. See on tingitud asjaolust, et liikuva voolu kineetiline energia peatumisel peatub torude seinte venitamise ja vedeliku kokkusurumise tööl. Suurim oht \u200b\u200bon esialgne rõhu hüppamine.

Jälgime voolukiiruse kiire sulgemise ajal torujuhtmes toimuva veehaamri etappe (joonis 7.5).

Laske toru otsas, mida mööda vedelik kiirusega liigub vq, kraani kohene sulgemine JA.Siis (vt joonis 7.5, ja) kraanat tabanud vedelike osakeste kiirus kustub ja nende kineetiline energia läheb toru ja vedeliku seinte deformeerimise töösse. Sel juhul venitatakse toru seinad ja vedelik surutakse kokku. Rõhk peatatud vedelikus tõuseb Δ võrra lk   peksab Muud osakesed jooksevad kraanil inhibeeritud vedelike osakeste peale ja kaotavad ka kiiruse, mille tulemuseks on ristlõige p-pliigub paremale kiirusega c, mida nimetatakse lööklaine kiirusüleminekupiirkond ise (ristlõige) p-p)milles rõhk muutub Δ võrra lk   oud nimetatakse lööklaine.

Kui lööklaine jõuab reservuaarini, peatatakse ja surutakse vedelik kogu torus ja toru seinad - venitatakse. Löögisurve suurenemine Δ lk   oud levivad üle kogu toru (vt joonis 7.5, b).

Kuid selline seisund ei ole tasakaal. Kõrgrõhu mõjul ( r 0 + Δ lk   lööki) vedelad osakesed tormavad torust paaki ja see liikumine algab vahetult paagi küljest. Nüüd jaotis p-pliigub torujuhtme kaudu vastassuunas - kraana poole - sama kiirusega koosjättes rõhu vedelikku lk   0 (vt joonis 7.5, kell).

Vedeliku ja toru seinad naasevad rõhule vastavasse algseisundisse lk 0 . Deformatsiooni töö muundatakse täielikult kineetiliseks energiaks ja torus olev vedelik saavutab algse kiiruse , kuid suunatud vastupidises suunas.

Sel kiirusel „vedelikukolonni“ (vt joonis 7.5, g) kipub kraana küljest lahti murdma, mille tagajärjel tekib negatiivne lööklaine (rõhk vedelikus väheneb sama väärtuse võrra Δ lk   peksab). Piir kahe vedeliku oleku vahel on suunatud kraanalt paaki kiirusega koosjättes maha toru kokkusurutud seinad ja paisunud vedeliku (vt joonis 7.5, d). Vedeliku kineetiline energia läheb jälle deformatsiooni töösse, kuid vastupidise märgiga.

Torus oleva vedeliku seisund negatiivse lööklaine saabumise ajal paaki on näidatud joonisel 7.5. e.Nagu joonisel 7.5 näidatud juhul, b, see pole tasakaal, kuna torus olev vedelik on rõhu all ( r 0 + Δ lk   lööki) vähem kui paagis. Joonisel 7.5 nohnäidatud on rõhu võrdsustamise protsess torus ja paagis, millega kaasneb vedeliku liikumine kiirusega .

Ilmselt tekib niipea, kui reservuaarist peegelduv lööklaine kraanini jõuab, tekkib olukord, mis tekkis juba kraani sulgemise hetkel. Kogu vesivasaha tsüklit korratakse.

Torudes oleva veehaamri teoreetilisi ja eksperimentaalseid uuringuid viis esmakordselt läbi N. E. Žukovski. Tema katsetes registreeriti kuni 12 täielikku tsüklit, mille järkjärguline langus Δ oli lk   peksab Uurimistöö tulemusel saavutas N. E. Žukovski analüütilised sõltuvused, mis võimaldavad hinnata löögisurvet Δ lk   peksab Üks neist valemitest, nimega N. E. Žukovski, on vormis

kus on lööklaine levimiskiirus koosmääratud valemiga

,

kus K -vedeliku elastsuse mahuline moodul; E -torujuhtme seina materjali elastsusmoodul; d   ja δ on vastavalt torujuhtme siseläbimõõt ja seina paksus.

Valem (7.14) kehtib otsese veehaamri korral, kui voolu t sulgumise aeg on lühem kui veehaamri faasil. t 0:

kus l - toru pikkus.

Veehaamri faas t   0 - see on aeg, mille jooksul lööklaine liigub kraanalt paaki ja naaseb. Kell t   sulge\u003e t   0 löögisurve on väiksem ja sellist hüdrolampi kutsutakse kaudne.

Vajadusel võite kasutada tuntud meetodeid veehaamri "leevendamiseks". Kõige tõhusam neist on kraanide või muude vedeliku voogu blokeerivate seadmete reageerimisaja suurendamine. Sarnane efekt saavutatakse, kui paigaldate seadme ette, mis blokeerib vedeliku, akude või kaitseventiilide voolu. Vedeliku liikumise kiiruse vähendamine torujuhtmes, suurendades torude siseläbimõõtu etteantud voolukiirusel ja vähendades torujuhtmete pikkust (vähendades hüdraulilise šoki faasi), aitavad samuti kaasa löögisurve vähenemisele.

   [Sisukord] [Järgmine loeng] VIP kasutaja.
   Seda saab teha täiesti tasuta. Loe.

Eramu veevarustussüsteemi töö häirete kõige tõenäolisemad põhjused, nagu teate, on torude seinte korrosioon, soolade ladestumine neile ja torujuhtme vee kõrge rõhk. Arvestades asjaolu, et viimastel aastatel on metallist plasttorud asendatud nende plastikust kolleegidega, kujutavad ainult kaks ülaltoodud põhjust teie veevarustusele tõsist ohtu. Soolamaardlate kontrolli küsimus ei kuulu meie artikli reguleerimisalasse (kuigi need mõjutavad osaliselt torude rõhunäitajaid), millega seoses võtame arvesse ainult viimast tegurit.

Hoiatuseks võimalikud probleemid   Enne torukujuliste toodete ostmist peate tutvuma nende külge kinnitatud passiga ja veenduma, et need suudavad taluda teie veevarustussüsteemis pakutavat survet.

Märge! Suurenenud rõhk süsteemis põhjustab veevoolu suurenemist.

See toob kaasa täiendava energiatarbimise, mida tarbivad pumpamisseadmed, mis tagab süsteemis pideva vee ringluse.

Rõhu väärtus

On hästi teada, et torude veerõhu normaalse taseme hoidmine on veevarustusvõrgu toimimise, aga ka selle pika ja probleemideta toimimise kõige olulisem tingimus. Samal ajal võib rõhk torustikus märkimisväärselt erineda fikseeritud keskmisest, mis on olmeveesüsteemide jaoks normaliseeritud.

Nii et näiteks köögiventiili normaalseks tööks ei tohiks veevarustussüsteemi kanduri rõhk olla väiksem kui 0,5 baari.

Kuid reaalsetes tingimustes erineb selle indikaatori väärtus reeglina näidatud väärtusest mõnevõrra. Sellepärast on veevarustussüsteemi aktsepteerimisel (eriti pärast selle remonti) soovitatav kontrollida töörõhu vastavust kehtestatud standarditele.

Noh, torujuhtmete iseseisva paigaldamise korral peaksite enne töö alustamist hoolikalt tutvuma olmeveesüsteemide põhinõuetega, samuti nende paigutamise üldtunnustatud protseduuriga.

Rõhu tasakaalustusseadmed

Vaatleme mõnda seadet, mis aitab survet tasakaalustada.

Kodumajapidamiste torustike veerõhu võrdsustamiseks võib liigse söötme eemaldamiseks kasutada spetsiaalseid seadmeid. Veelgi enam, ülerõhku süsteemis saab väga lihtsalt kompenseerida - selleks on sellesse paigaldatud niinimetatud paisupaak, mis võtab üle kogu liigse söötme.

Vastavalt selle kavandile jagunevad kõik teadaolevad paisupaagi (kompenseerimise) näidised avatud ja suletud tüüpi seadmeteks. Neid kasutatakse väga sageli objekti toitesüsteemides. kuum vesi, kuna sel juhul on rõhulangute tekke tõenäosus süsteemis väga suur. See on tingitud asjaolust, et võrgu kaudu ringluse protsessis olev jahutusvedelik ("tagasivoolust" - küttekatlale ja seejärel jälle süsteemile) suurendab selle mahtu pisut.

Märge! Kui vee temperatuur muutub näiteks 10 ° C võrra, ulatub jahutusvedeliku paisumiskiirus süsteemis 0,3% -ni selles oleva vedeliku kogumahust.

Avatud laiendusseadmete puuduseks on see, et nende paigaldamine seab süsteemi režiimi, mida iseloomustab madal jahutusvedeliku rõhk ja sellest tulenevalt halb juhitavus. Lisaks aurustub kandja järk-järgult avatud süsteemis. Selle pidevaks taastamiseks vajate täiendavaid jõupingutusi.

Kõigile eeltoodule võime lisada, et paagi avatuse tõttu sisenevad sellesse pidevalt värsked õhuosad, mis põhjustab süsteemis korrosiooniprotsesside kiirenemist.

Märge! Kuna avatud tüüpi paisupaagid peavad asuma konstruktsiooni ülemises osas, vajavad nad kohustuslikku isolatsiooni. On selge, et kogu veevarustussüsteemi kui terviku maksumus suureneb sel juhul märkimisväärselt.

Kõigi ülaltoodud probleemide vältimiseks on võimalik kasutada kompensatsiooniseadmena suletud tüüpi paaki, mille paigaldamise koht reeglina ei ole standardiseeritud. Sellised mahutid on varustatud sisseehitatud membraanimehhanismiga, mis võimaldab teil kinnitusrežiimis reguleerida kanduri rõhku.

Lisaks kompensatsioonipaakidele võivad veehoidlatel olla ka nn hüdraulilised akud, mida kasutatakse torujuhtme kaitsmiseks sellise ohtliku nähtuse eest nagu veehaamer.

Veehaamri nähtus avaldub tavaliselt pumpamisseadmete hädaolukorras võrgust väljalülitamisel või kui vee proovivõtuventiil on ootamatult suletud (avatud). Sellest tulenevad dünaamilised koormused võivad märkimisväärselt ületada konkreetse torujuhtme lubatud väärtusi. Pange tähele, et selliseid seadmeid kasutatakse reeglina joogiveega torujuhtmetes ja see võimaldab teil luua väikese koguse kandjat, mille saab automaatselt süsteemi tagasi suunata (kui rõhk selles väheneb).
Nagu varem kaalutud kompenseerimisseadmeid, saab akusid kasutada suletud või avatud kujul ning neil on kõik ülaltoodud puudused.

Märge! Samaaegselt hüdroakumulaatoritega soovitatakse veevõtukohtadesse paigutada väikese mahutavusega (umbes 0,2 liitrit) paisupaagid.

Uurides suletud tüüpi lihtsaima hüdraulilise akumulaatori konstruktsiooni, leiame, et selle tegevuse alus on sama membraanmehhanism (sarnane paisupaagiga). Suletud ruumis on membraan stabiilses olekus, mida tasakaalustavad vaheseina vastaskülgedel asuvad jahutusvedeliku ja õhumulli ligikaudu võrdsed rõhud.
Pärast pumbajaama sisselülitamist suureneb jahutusvedeliku maht süsteemis, mis viib õhu kokkusurumiseni membraanisilindris ja selle tagajärjel selle rõhu suurenemiseni. See muutus edastatakse automaatselt sisseehitatud relee tundlikule elemendile, mis lülitab pumba välja, kui see parameeter saavutab teatud väärtuse.

Süsteemi vee tarbimise protsessis väheneb selle rõhk märkimisväärselt, mis viib taas relee töötamisele, kuid nüüd lülitage see sisse.
  Hüdraulilised näidikud

Kandurirõhu arvutamine, mis on piisav teie veetorustiku normaalseks toimimiseks, võimaldab teil enne paigaldamist täpselt kindlaks määrata torukujuliste toodete proovid. On vaja meeles pidada, et rõhu piirväärtused võrgus on tavaliselt seotud järgmiste näitajatega:

• vedeliku rõhu ülemine ja alumine künnis, mille jaoks on projekteeritud võrku paigaldatud suletud tüüpi kompenseerimisseadmed (paisupaak ja hüdrauliline aku);
• rõhu väärtused, luues tingimused kodumasinate normaalseks tööks, sõltuvalt veevarustusest (näiteks pesumasin);
• rõhupiirid, mille jaoks teie ostetud torud ja nende külge kinnitatud liitmikud (ventiilid, teesed, segistid jne) on projekteeritud.

Märge! Veevarustusvõrkudes ringleva kanduri rõhu mõõtmiseks võetakse 1 baar (või 1 atmosfäär). Selle indikaatori väärtus linna veetorustikus (vastavalt kehtiva SNiP nõuetele) peaks olema umbes 4 atmosfääri.

Pange tähele ka seda, et küttetorustikku paigaldatud ventiilid, segistid, samuti torud ise peavad vastu pidama lühiajalisele rõhu tõusule kuni 6 atmosfääri. Oma veevarustusvõrguga ühendatud kodumasinate põhinäidiste ostmisel peaksite valima mudelid, millel on väike ohutusvaru piiril. Selline ettekujutus võimaldab teil kaitsta neid veekogude vee šokkide põhjustatud järskude rõhu tõusude eest võrgus.

On väga oluline, et eramaja veevarustussüsteemis oleks veesurve tasemel, mis võimaldab teil korraga sisse lülitada mitu tarbimispunkti, mida on võimalik saavutada minimaalselt 1,5 baari.

Veevarustusvõrgu rõhu näitude otseseks võtmiseks kasutatakse standardseid mõõtemanomeetreid standardse lineaarskaalaga, mis on gradueeritud sobivates ühikutes.

SNiP nõuete kohaselt tuleb vähemalt üks kord aastas kontrollida küttevõrgu seadmete töökindlust ja kõigi lisaseadmete seisukorda.

Selle kontrolli käigus tehakse kõigepealt kindlaks lekke olemasolu veevarustussüsteemis ja nende põhjustatud rõhulang. Pärast kõigi lekete kõrvaldamist on vaja kontrollida veevarustuses olevat rõhku vastavalt peamisele hüdroakumulaatorile paigaldatud manomeetrile.

Süsteemi normaalse töö ajal peaks selle seadme näit olema minimaalse väärtuse (Pmin) lähedal. Kui Рmin-ist on märgatav erinevus (rohkem kui 10%), peate proovima suurendada rõhku soovitud indikaatorini, lülitades sisse oma võrgus töötavad pumpamisseadmed. Kui veerõhk küttevõrgus tõuseb (kohe pärast pumba seiskamisrelee aktiveerimist), on vaja uuesti mõõta rõhku, kuid nüüd seiskamisrežiimis. Näidatud parameeter ei tohiks analoogselt eelmise juhtumiga erineda Pmax väärtusest rohkem kui 10%.

Sissejuhatus

Kursuse eesmärgid ja eesmärgid

1. Torustiku arvutamine

1.1 Ülesanne

1.2 Arvutused

1.2.1 Kiiruste ja kulude kindlaksmääramine

1.2.2 Staatilise ja kiiruspea määramine

1.2.3 Rõhukao arvutamine

1.2.4 Vajaliku rõhu määramine

2. Pumba valik

3. Pumba reguleerimine

4. Lubatud imemiskõrguse arvutamine

Tehnoloogilised torustikud on need tööstusettevõtete torustikud, mis veavad segusid, vahesaadusi ja valmistooteid, kasutatud reagente, vett, kütust ja muid materjale, mis tagavad protsessi läbiviimise.

Kasutades keemiatehastes tehnoloogilisi torustikke, viiakse tooted üle nii erinevate seadmete vahel sama töökoja või tehnoloogilise sisseseade vahel kui ka tehnoloogiatehaste ja eraldi töökodade vahel, söödatooraineid ladustamisrajatistest või valmistoodete transporti nende ladustamiskohta.

Keemiatööstuse ettevõtetes on tehnoloogilised torustikud tehnoloogiliste seadmete lahutamatu osa. Nende ehituse kulud võivad mõnel juhul ulatuda 30% -ni kogu ettevõtte väärtusest. Mõnes keemiatehases mõõdetakse torujuhtmete pikkust kümnetes või isegi sadades kilomeetrites. Tehnoloogiajaamade ja kogu keemiaettevõtte katkematu töö, toodete kvaliteet ja tehnoloogiliste seadmete ohutud töötingimused sõltuvad suuresti sellest, kui hästi on projekteeritud ja käitatavad torustikud ning millisel tasemel nende hea seisukord säilib.

Keemiatehnoloogias kasutatavatel ja torujuhtmete kaudu veetavatel toorainetel ja toodetel on erinevad füüsikalis-keemilised omadused. Need võivad olla vedelas, plastilises, gaasi- või auru vormis emulsioonide, suspensioonide või gaseeritud vedelike kujul. Nende söötmete temperatuurid võivad ulatuda madalast miinusest kuni äärmiselt kõrge rõhuni - sügavast vaakumist kuni kümnete atmosfäärideni. Need keskkonnad võivad olla neutraalsed, happelised, aluselised, põlevad ja plahvatusohtlikud, ebatervislikud ja keskkonnaohtlikud.

Torujuhtmed jagunevad lihtsateks ja keerukateks, lühikesteks ja pikkadeks. Torujuhtmeid, millel pole vedeliku teed mööda harusid vedeliku valimiseks või torustiku täiendavaks tarnimiseks, nimetatakse lihtsateks. Keerulised on torujuhtmed, mis koosnevad peamisest magistraaltorust ja külgharudest, moodustades erineva konfiguratsiooniga torujuhtmete võrgu. Keemiaettevõtete tehnoloogiliste paigaldiste torujuhtmed on enamasti lihtsad.

Lihtsaim viis vedeliku liigutamiseks ühest aparaadist teise on selle tühjendamine raskusjõu abil. Selline liikumine on võimalik ainult siis, kui algne paak asub täite kohal.

· Tutvumine keemiaettevõtete tehnoloogiliste torujuhtmete seadmega, vedelike nende kaudu liikumise meetoditega ja põhimõtteliste sõltuvuste kasutamise meetoditega, et saada arvutusvõrrandid, mis on vajalikud torujuhtmete hüdrauliliste omaduste konstrueerimiseks.

· Individuaalse ülesande täitmine vajaliku rõhu kõvera koostamiseks lihtsaks protsessi torujuhe, vedeliku liikumise meetodi kindlaksmääramine antud voolukiiruse jaoks ja pumba valimine, samuti oskuse omandamine gaasijuhtme töö analüüsimisel selle hüdrauliliste omaduste põhjal.

1.1 Kursuse lõputöö nr 1 määramine erialal   "Keemiatehnoloogia protsessid ja seadmed"

Variant I-1

Tehke protsessi torujuhtme hüdrauliline arvutus ja koostage vajaliku rõhu kõver. Valige pump vedeliku pumpamiseks torujuhtme kaudu etteantud voolukiirusel.

Torustiku skeem

Andmed arvutamiseks:

RA \u003d 1,5 kg / cm2 log; PB \u003d 0,5 kg / cm2 vaakum; L1 \u003d 200 m; L2 \u003d 150 m; d1 \u003d 95x5 mm; d2 \u003d 45x4 mm;

Pumbatav vedelik: väävelhape 60%;

Kohaliku takistuse tüüp: 1-klapiline normaalne;

2-haru φ \u003d 90 °;

Toru tüüp ja seisukord: 1-teras, suurte sadestustega;

2-terasest uus;

Äkiline läbimõõdu muutus: järsk ahenemine

Vedeliku kõrgus: ΔZ \u003d 40 m;

Pumbatava vedeliku voolukiirus: qv \u003d 1,8 · 10-3 m3 / s.

Vajaduse korral edastame lähteandmed SI-süsteemi:

60% väävelhappe korral on tiheduse ja dünaamilise viskoossuse kontrollväärtused vastavalt võrdsed: ,Üle andma;

Seadsime väiksema läbimõõduga torusektsioonis (torustiku II osa) 6 kiiruse väärtust vahemikust m / s.

Leidke vedeliku mahuline voolukiirus:

qv1 \u003d 5,37 · 10-4 m3 / s;

qv2 \u003d 1,07 · 10-3 m3 / s;

qv3 \u003d 1,61 · 10-3 m3 / s;

qv4 \u003d 2,15 · 10-3 m3 / s;

qv5 \u003d 2,69 · 10-3 m3 / s;

qv6 \u003d 3,22 · 10-3 m3 / s;

Arvutame esimese toru ristlõikepindala:

Leidke vedeliku voolukiirus esimeses torus:

Saame: uI, 1 \u003d 0,10 m / s;

uI, 2 \u003d 0,19 m / s;

uI, 3 \u003d 0,28 m / s;

uI, 4 \u003d 0,38 m / s;

uI, 5 \u003d 0,47 m / s;

Vedeliku kolonni takistuse ületamiseks vajalik pea:

kus .

Survepea:

Arvutage rõhukadu:

Selleks leiame esimeses torus oleva vedeliku jaoks Reynoldsi kriteeriumi väärtused:

Karedus torud :

Esimese jaoks terastoru   suurte hoiustega võtab

Siis

Kuna kõik Reynoldsi kriteeriumi väärtused on vahemikus, võite segatud turbulentse voolu korral kasutada hõõrdeteguri arvutamiseks järgmist valemit:

Siis on torujuhtme 1. lineaarses osas kaod võrdsed:

Kaod teisel lineaarsel torusektsioonil:

Toru karedus:

Teise uue terastoru jaoks võtame: m.

Siis:

Reynoldsi kriteeriumi kriitilised väärtused:

Kuna Reynoldsi kriteeriumi neli esimest väärtust on väiksemad kui ReКР1, on vooluhulk sujuvalt turbulentne ja:

Saame:

Kuna kaks viimast Re väärtust kuuluvad intervalli, on vooluhulk turbulentne ja:

siis

Surve kadumine torujuhtme teises osas:

  leiame:

Surve kadu leitakse kohalikes takistustes.

Selleks valime vastavate kohalike takistuste lokaalsete kadude koefitsientide kontrollväärtused:

Sissepääs torusse;

Klapp on normaalne;

Äkiline ahenemine;

Painutada φ \u003d 90 °;

Torust väljumine;

· Siis toru jaoks:

· II toru jaoks:

Kohalikud kaotused objektil:

saame:

Kohalikud kaotused 2. etapis:

Siis I ja II sektsiooni kogukahjud:

· 1. saidil:

· 2. saidil:

Kogukahju:

Leidke tegeliku rõhu väärtus:

Leidke vajalik rõhk:

Arvutuste põhjal koostame vajaliku rõhu kõvera.

Selles töös seisneb pumba valimine pumba otsimises, mille tööpunkt koos soovitud rõhukõveraga asus pumba piirkonnas ja mille jaoks tavaline voolukiirus qv oli võrdne torustiku jaoks seatud voolukiirusega või erines sellest suuremas suunas. Sel juhul saab liigse voolukiiruse tagasi sulgemisseadme sulgemisega.

Kasutades pumpa vedeliku voolukiiruse tagamiseks m3 / s \u003d m3 / h, on vaja luua vajalik rõhk Ntreb \u003d 38m.

Valime pumba selliste tingimuste tagamiseks:

Määrake vajaliku vedelikuvoolu tööpiirkond:

m3 / s;

  m3 / s.

Leidke sellistele kuludele vastav pea:

Suhtest asendades H1 \u003d 24 m, qv1 \u003d 2,4 · 10-3 m3 / s ja vastavalt m3 / s   m3 / s leiame m; m

Kolme saadaoleva punkti abil konstrueerime pumba kõvera.

On näha, et vajaliku pea ja pumba kõverus ristub peaaegu tööpiirkonnas. Lisaks pakub pump väikest täiendavat vooluhulka ja rõhku. Vajaliku rõhu suurendamiseks võrgus on vaja kasutada lukustust reguleerivat seadet (ventiil). Selle osalise kattumisega voolu ristlõige väheneb ja kohaliku takistuse väärtus suureneb, mis põhjustab rõhukõvera nihkumist vastupäeva.

Pumba voolu reguleerimise meetod võlli pöörde arvu muutmise abil on energiasäästu seisukohast kõige tõhusam. Samal ajal kasutatakse pumpade juhtimiseks sageli suhteliselt odavaid, usaldusväärseid ja hõlpsasti kasutatavaid asünkroonseid mootoreid. Selliste mootorite pöördearvu muutus on seotud vajadusega muuta toite vahelduvvoolu sagedust. See meetod on keeruline ja kulukas. Seoses sellega kasutatakse gaasihoovastikku peamiselt pumba voolu reguleerimiseks.

Klapi hooratta asendi muutmisega kaasneb kohaliku takistuse koefitsiendi muutus. Kui kiiruse muutus mõjutab pumba omadust, siis on drosselklapi muutmine võrgu karakteristikus.

Näiteks kui sulgete klapi, suurendades sellega võrgu rõhukadusid, nagu nähtub kohaliku rõhukao arvutamise võrrandist, põhjustab kohaliku takistuse koefitsiendi suurenemine rõhukao suurenemist. Vastavalt suureneb ka nõutav rõhk. Uus võrgufunktsioon on lahedam. Sel juhul nihkub tööpunkt madalamate kulude poole.

Arvutame pumba poolt tarbitava netovõimsuse teadete vedeliku rõhu energiale:

Võlli jõud (võttes arvesse pumba tõhusust): kW

Mootori tarbitav võimsus (nimiväärtus), võttes arvesse asjaolu, et ülekande efektiivsus on võrdne ühega: kW

Nõustudes võimsuse kõrguse koefitsiendiga, leiame mootori paigaldusjõu:

Võttes arvesse asjaolu, et valitud pumba nimivõimsus on pisut suurem kui arvutatud, võib järeldada, et valitud pump on kõige sobivam.

Ümbersõit (ümbersõit).    Pumba voolu sellisel reguleerimisel tagatakse süsteemi vajalik voolukiirus pumba poolt pumbatava vedeliku osa eemaldamisega rõhutorust imitorusse möödavoolutoru kaudu. Kui süsteemi tarnimist on vaja vähendada, avage möödavoolutoru ventiil. Võrgu omadus muutub positiivsemaks ja kogu pumba vool suureneb.

See juhtimismeetod on säästlikum pumpade puhul, mille energiatarve väheneb vooluhulga suurenemisega. Tsentrifugaalpumpade korral suurendab möödavoolutugemine pumba võimsust ja võib põhjustada mootori ülekoormuse.

Rõhu poolelt imemisküljele möödudes on vedeliku voolul natuke energiat. Kui möödavoolu reguleerimise ajal ei toimu möödavoolu vedeliku kasulikku liikumist tiiviku jaoks sobivasse voolu, saab kulutatud energiakadu määrata järgmise valemi abil:

,

kus qH on pumba vool,

qP - voolukiirus

Nust on pumbaüksuse tarbitav energia.

Siis kW

Ümbersõidetud voolu energiat saab ratsionaalselt kasutada kahel viisil:

1)    Rõhu suurendamiseks pumba imemisõõnes, luues väljutusefekti möödaviigu voolu abil; järjestikku lülitatakse veejoa pump sisse põhipumbale, eemaldades osa ületatavast rõhust peapumbast, nii et põhipump töötab madalama rõhu ja parema kavitatsioonikeskkonna korral.

2)    Voolu tiirutamiseks tiiviku ees. Voolu keerutamine toimub tiiviku pöörlemise ajal, samal ajal kui tiiviku pöörlemissagedus on pseudo-vähendatud n    pöörleva vedeliku voolu pöörlemissageduse kohta. Pumba parameetrid - rõhk, vooluhulk ja energiatarve muutuvad.

Pumba paigaldamise kavandamisel kontrollitakse lubatud imemiskõrgust.

Selle põhjuseks on see, et rõhk (ja kõige sagedamini rõhk) imitoru sisselaskeaval on imitorus tekkivate kadude summa võrra suurem kui pumba sisselaskeaval. Tavaliselt on rõhk pumba sisendis madalam kui atmosfäärirõhk (vaakum). Vaakumi suurusjärku omakorda piirab atmosfäärirõhu suurus.

Küllastunud aururõhu saavutamisel hakkab vedelik keema. Mida kõrgem temperatuur, seda suurem on aururõhk. Pumba sisenev aur häirib selle tööd. Dünaamilise toimega pumpades sõltub loodud rõhk vedeliku tihedusest. Auru tihedus on peaaegu 1000 korda väiksem kui vedeliku tihedus. Vastavalt langeb ka rõhk. Mahtpumpades väheneb ka madala aurutiheduse tõttu tarnimine ning lekete kaudu leke suureneb.

Veel üks nähtus, mis on pumba töö ajal äärmiselt ebasoovitav ja põhjustatud imemisrõhu langusest, on kavitatsioon (vedeliku keetmine vähendatud rõhu tsoonis (näiteks pumba labade servast kaugemal), millele järgneb tekkivate mullide kokkuvarisemine rõhu suurendamise tsoonis). Kui aurumull variseb, liigub vedelik oma keskmesse. Samal ajal omandab vedelik teatud kiiruse. Auruõõne keskel toimub vedeliku hetkeline seiskumine, kuna vedelik on praktiliselt kokkusurumatu. Kineetiline energia muutub potentsiaalseks (rõhu tõus). Vedeliku rõhk on nii suur, et kavitatsioonitsoonis hävib labade metall.

Sellega seoses arvutatakse pumba pumbavaba töötamise tingimusest. Praktikas tuleb arvestada veel ühe kogusega - nn kavitatsioonireserv.

Lubatud imikõrgus sõltub aururõhust. Mida lähemal on vedeliku temperatuur keemistemperatuurile, seda kõrgem on aururõhk ja seetõttu madalamale kõrgusele saate pumba vedeliku pinna suhtes tõsta. Arvutuste tulemusel võib saada isegi negatiivse väärtuse. Tõepoolest, madala keemistemperatuuriga vedelike pumpamisel tuleb pumbad maha matta (paigaldada vedeliku pinna alla).

Vedeliku kiirus vähendab ka lubatavat imemiskõrgust, mis on tingitud kõrgsurvepeast ja imitorus esinevatest rõhukadudest. Sellega seoses püüavad nad pumpamisseadmete kavandamisel muuta imitorustike läbimõõdud suureks. Ka igasugune kohalik vastupanu on äärmiselt ebasoovitav. Erinevat tüüpi filtrid, ventiilid või sulgventiilid paigaldatakse võimaluse korral mitte imitorule, vaid väljalasketorule.

Sellel viisil:

kus:

Pt \u003d 200 mmHg \u003d 26,66 · 103 Pa - küllastunud aururõhk

väävelhape töötemperatuuril (25 ° C);

UBC \u003d\u003d m / s on vedeliku kiirus pumba imitorus;

· Leidke hPOT - rõhukadu imitorus:

Segatud turbulentse vooluhulk:

m - kavitatsioonireserv.

· P1 \u003d 1,472 · 105 Pa - rõhk imitorus.

leiud

Selles töös viidi läbi tehnoloogilise torujuhtme arvutamine (vajaliku rõhu määramine), mis koosnes staatiliste, kiirete peade, samuti kohalike ja lineaarsete takistuste määramisest mitmesugused saidid   ja kogu torujuhtmes tervikuna. Koostati vajaliku rõhu kõver ja valiti pump, mis tagas õpetaja määratud transporditava vedeliku voolukiiruse.

1. A.G. Kasatkin, “Keemiatehnoloogia peamised protsessid ja aparaadid”, Moskva: Keemia, 1971. - 784 lk.

2. Keemiatehnoloogia peamised protsessid ja aparaadid: projekteerimisjuhend / G.S. Borisov, V.P. Brykov, Y.I. Dytnersky jt toim. Yu.I. Dytnerskogo, 2. väljaanne, rev. ja lisage. M .: Keemia, 1991. - 496 lk.

3. K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Sokid. Näited ja ülesanded protsesside ja aparaatide käigu kohta. tehnoloogia, 10. väljaanne, muudetud. ja lisage. Toim. P.G. Romankova. L .: Keemia, 1987. - 578 lk.