Файл: Насосы, вентиляторы, компрессоры.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образованияСаратовский государственный технический университетимени Гагарина Ю.А.НАСОСЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ, КОМПРЕССОРЫнаправления 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 вращенияQ1i , 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 qi = Wi /Qi 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 Ai , Bi , Ci , Di , Ei и Fi 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:

---