Файл: Насосы, вентиляторы, компрессоры.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.

НАСОСЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ, КОМПРЕССОРЫ
направления 08.03.01 «Строительство»

профиля «Теплоснабжение и вентиляция».

Саратов 2017

Методические указания

Исходные для решения задач данные выбираются согласно номеру зачетки (студенческого) студента.

Перед решением задач необходимо изучить теоретический раздел курса, обратив особое внимание на характеристики нагнетателей, работу нагнетателей в сети трубопроводов, определение рабочей точки, а также на построение характеристик при совместной параллельной (последовательной) работе двух или нескольких нагнетателей.

При решении задачи № 1 необходимо, используя исходные данные, выполнить гидравлический расчет воздуховода (в соответствии с приложением 1) и определить давление нагнетателя, требуемое для обеспечения заданной производительности. Располагая заданной производительностью и давлением вентилятора, предварительно, используя сводные графики для подбора центробежных или осевых вентиляторов, следует выбрать тип вентилятора. Окончательный выбор вентилятора с определением требуемых в задании параметров следует произвести по индивидуальным характеристикам.

При решении задачи № 2 графо - аналитическим методом рекомендуется соблюдать следующую последовательность действий:

1.Задаваясь значениями расхода Q от 0 до 2,5 м³/с и используя формулы (7) и (8), получить характеристики H-Q и W-Q в их числовом выражении для номинальной частоты вращения рабочих колес для двух заданных насосов.

2. На масштабно-координатной бумаге (миллиметровке) выполнить построение характеристик H-Q для каждого из насосов, а затем построить суммарную характеристику Н-О для двух насосов при их параллельном подключении.

3. Используя уравнение характеристики сети трубопроводов (9) и задаваясь значениями расхода Q, получить характеристику сети в числовом выражении и нанести ее на миллиметровку.

---

4. Найти рабочую точку насосной станции А₁ и определить ее параметры Н_О и Q_О при номинальной частоте вращения рабочих колес.

5. Сопоставить значение полученного напора с требуемым, т.е. проверить соблюдение условия

(1)

Если условие (1) удовлетворяется, то расчет заканчивается и по графикам H-Q и W-Q определяется напор, подача и затрачиваемая мощность каждого из насосов, а также вычисляются удельные затраты электроэнергии и КПД каждого из насосов. Значение КПД можно вычислить по формуле

(2)

где: Hi - напор насоса, м; Q_i - подача насоса, м³/с; W_i - затраченная мощность на валу насоса, кВт.

6. Если условие (1) не удовлетворяется, определяется знак разности:

(3)

Если ΔН<0, то, следовательно, необходимо уменьшить частоту вращения рабочих колес, если ΔН>0— увеличить. При этом для пересчета характеристик насосов следует использовать формулы подобия:

где : К - коэффициент изменения частоты вращения



Q1i , H1i , W1i - подача, напор и мощность, потребляемая каждым насосом, при номинальной частоте вращения рабочих колес (К=1), значения указанных параметров были получены ранее (см. п. 1).

Используя итерационный метод и задаваясь последовательно различными значениями К, следует найти новые характеристики H - Q каждого из насосов и суммарные характеристики H - Q при их параллельной работе, а также параметрыH_o и Q_o новой рабочей точки насосной станции А₂. При этом следует добиваться выполнения условия (1). С целью уменьшения объема вычислений для принятых промежуточных значений К пересчет характеристик W - Q рекомендуется не производить. Если для принятого значения К условие (1) удовлетворяется, то считать его окончательным и произвести также пересчет характеристик мощности, а затем выполнить их графическое построение. С целью исключения загромождения следует выполнить графическое построения для определения рабочих точек А₁ и А₂ на отдельных рисунках.

7. По графикам H - Q и W - Q , полученных для каждого из насосов, для выбранного значения коэффициента К, определить подачу Q

---

_i и потребляемую мощность W_i каждого из насосов, а затем вычислить удельные затраты электроэнергии q_i = W_i /Q_i и КПД.

Задача 1.

Вентилятор удаляет воздух плотностью р= 1,2 кг/м (ν = 16,6 10^-6 м²/с) из помещения в воздухопровод, выполненный из листовой стали. Для заданных исходных данных (см. табл. 1) следует подобрать требуемый тип вентилятора. Необходимо также определить частоту вращения рабочего колеса и его диаметр, КПД вентилятора и установочную мощность электродвигателя.

Таблица 1 – Исходные данные к задаче 1.

Исходные данные	Последняя цифра зачетки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Форма сечения воздухопровода и размеры, мм: - прямоуголь­ная, a х b - круглая, d	280	450	325	400	355	300 x 500	800 x 1600	250 x 800	800 x 1000	300 x 600
Производи­тельность L, м3/ч	1770	6870	2990	4980	4300	5400	27650	7650	11520	4540
Длина воздухопровода, м	60	90	85	200	80	140	230	30	70	36
Суммарный коэффициент местного сопротивления	2,0	2,5	2,0	5,0	1,5	3,0	4,0	0,5	10,0	1,5

---

Задача №2.

На насосной станции установлены два параллельно подключенных насосных агрегата, оснащенные оборудованием, позволяющим плавно изменять частоту вращения рабочих колес насосов. Напорные характеристики H - Q и характеристики мощности W - Q с достаточной степенью точности могут быть аппроксимированы полиномами 2-й степени, которые имеют вид:

H= A_iQ² +B_iQ+ C_i; (7)

где: H - напор насоса, м; Q - расход воды, подаваемой насосом при напоре H, м³/с W - мощность, потребляемая насосом, кВт; A_i ; B_i ; C_i - параметры i-го агрегата для построения характеристики H - Q; D_i ; E_i ; F_i - параметры i-го агрегата для построения характеристики W - Q.

Значения коэффициентов A_i , B_i , C_i , D_i , E_i и F_i для номинальной частоты вращения рабочих колес приведены в таблице 2. Номера строк в указанной таблице следует принять из таблицы 3 по последней цифре зачетки студента.

Решение:

Напор первого насоса:

= -14,10_*0,5² +28,98_*0,5+54,70=65,665 м; (8)

= -14,10_*1² +28,98_*1+54,70=69,58 м; (9)

= -14,10_*1,5² +28,98_*1,5+54,70=66,445 м; (10)

= -14,10_*2² +28,98_*2+54,70=56,26 м; (11)

= -14,10_*2,5² +28,98_*2,5+54,70=39,025 м; (12)

Г рафик №1. Напор первого насоса.

Н апор второго насоса:

= -13,29_*0,5² +28,41_*0,5+52,14=63,0 м; (13)

= -13,29_*1² +28,41_*1+52,14=67,26 м; (14)

= -13,29_*1,5² +28,41_*1,5+52,14=64,86 м; (15)

= -13,29_*2² +28,41_*2 +52,14=55,8 м; (16)

---

= -13,29_*2,5² +28,41_*2,5+52,14=40,10 м; (17)

График №2. Напор второго насоса.

(17)



=762,1 Вт (17)

=975,6 Вт (17)

=1218,0 Вт (17)

=1422,0 Вт (17)

=1500 Вт (17)

Г рафик №3. .



=917,4 кВт (17)

=1100,1 кВт (17)

=1321,0 кВт (17)

=1569 кВт (17)

=1998 кВт (17)

График №4. .

(9)

H, м³/с (9)

H, м³/с (9)

H, м³/с (9)

H, м³/с (9)

H, м³/с (9)

(9)

64,33 м (9)

68,42 м (9)

65,35 м (9)

56,03 м (9)

39,6 м (9)

Характеристика сети трубопроводов может быть аппроксимирована параболой вида:

---