Центробежный насос 1 подает воду с температурой . Расход воды составляет . Диаметр всасывающей

Центробежный насос 1 подает воду с температурой . Расход воды составляет . Диаметр всасывающей трубы , длина . Труба 2 имеет два поворота по 90º и приемный клапан 3. Материал трубы задан, давление на свободной поверхности жидкости принять равным 100. Определить максимально возможную высоту установки насоса над уровнем воды, исходя из условия, что давление воды при входе в насос должно быть на 20 выше давления парообразования. Рис. 4 Исходные данные Материал и состояние труб 20 10,0 100 20 Стальные трубы сварные умеренно заржавевшие

Составляем уравнение Бернулли для сечений 1-1, проходящему по свободной поверхности воды и 2-2, проходящему в месте присоединения всасывающего трубопровода к насосу, относительно плоскости сравнения 1-1 (рис. 4.1):
(1)
где, , и - давление в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно, - плотность воды при , , - ускорение свободного падения, , , так как уровень воды в баке постоянный, - скорость в сечении 2-3, , принимая режим течения турбулентным, - потери напора . Тогда уравнение Бернулли принимает вид
(2)
откуда находим максимально возможную высоту установки насоса над уровнем воды
(3)
По справочным данным [7] при находим давление парообразования воды - . Подставляя полученное значение в формулу (3), получаем
(3)
Скорость течения воды во всасывающем трубопроводе:
(4)
Потери напора:
(5)
где - коэффициент местного сопротивления при повороте трубопровода на 90º (справочные данные),;
- коэффициент местного сопротивления приемного клапана (справочные данные);
Критерий Рейнольдса:
(6)
где - коэффициент кинематической вязкости воды при (справочные данные), ;
Так как полученное значение числа Рейнольдса больше критического значения 2320, то режим движения турбулентный, следовательно, коэффициент , в формуле (1) принят верно.
Определяем зону гидравлического сопротивления, для этого по справочным данным находим стальных сварных умеренно заржавевших труб эквивалентная абсолютная шероховатость
-ля гидравлических гладких труб:
- для границы области автомодельности:
Так как , то трубопровод работает в квадратичной зоне сопротивления для которой коэффициент гидравлического трения определяется по формуле Шифринсона:
(8)
Подставляя полученные значения в формулу (5), находим
и по формуле (3)
Рис

. Тогда уравнение Бернулли принимает вид
(2)
откуда находим максимально возможную высоту установки насоса над уровнем воды
(3)
По справочным данным [7] при находим давление парообразования воды - . Подставляя полученное значение в формулу (3), получаем
(3)
Скорость течения воды во всасывающем трубопроводе:
(4)
Потери напора:
(5)
где - коэффициент местного сопротивления при повороте трубопровода на 90º (справочные данные),;
- коэффициент местного сопротивления приемного клапана (справочные данные);
Критерий Рейнольдса:
(6)
где - коэффициент кинематической вязкости воды при (справочные данные), ;
Так как полученное значение числа Рейнольдса больше критического значения 2320, то режим движения турбулентный, следовательно, коэффициент , в формуле (1) принят верно.
Определяем зону гидравлического сопротивления, для этого по справочным данным находим стальных сварных умеренно заржавевших труб эквивалентная абсолютная шероховатость
-ля гидравлических гладких труб:
- для границы области автомодельности:
Так как , то трубопровод работает в квадратичной зоне сопротивления для которой коэффициент гидравлического трения определяется по формуле Шифринсона:
(8)
Подставляя полученные значения в формулу (5), находим
и по формуле (3)
Рис