Часть 14-2 Работа насосов на сеть

Задача (Куколевский И.И.) 14-23. К соплу диаметром d₂ = 175 мм центробежным вентилятором подается воздух через промежуточную камеру большого объема и трубу длиной l = 2 м и диаметром d₁ = 200 мм. Коэффициент сопротивления трения трубы λ = 0,02, коэффициент сопротивления сопла ξ_с = 0,06.

Определить избыточное давление Р_и в камере и подачу вентилятора, если его характеристика, связывающая подачу Q в м³/ч со статическим напором в камере H_ст задана.

 Сжимаемостью воздуха пренебречь, принимая его плотность равным р =1,2 кг/м³.

Ответ. Р_и =358 Па; Q =0,485 м³/с.

Скачать решение задачи 14-23 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-24. В насосной установке вода подается на высоту Н_ст = 15 м, центробежным насосом с заданной характеристикой при высоте всасывания h_вс = 4 м. Напорная и всасывающая трубы имеют диаметры d_н = 80 мм и d_вс = 100 мм.

Суммарный коэффициент сопротивления напорной трубы (без учета задвижки на выходе из насоса) ξ_н = 22 и всасывающей трубы ξ_вс = 6.

Определить наибольшую подачу насоса, допустимую по условиям всасывания им жидкости. Каково минимальное значение коэффициента сопротивления задвижки ξ₃, при котором будет достигнута эта подача?

Какую мощность будет потреблять насос на этом предельном режиме? Указание. На характеристике приведена кривая Hвак допустимого вакуума перед насосом (в метрах ст. воды), при котором обеспечивается отсутствие кавитации в насосе. Точка пересечения этой кривой с кривой, выражающей вакуум V перед насосом в данной уста-

Ответ Qн = 15,9 л/с, ξ₃ = 4,9; N_дв = 7,45 кВт.

Скачать решение задачи 14-24 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-25. Два последовательно соединенных одинаковых центробежных насоса перекачивают воду при n₁ = n₂ =1000 об/мин из водохранилища А с отметкой Δ0 в бассейн В, с отметкой уровня Δ20  по трубопроводу, состоящему из двух одинаковых участков длиной l=1 км и диаметром d= 250 мм каждый (λ = 0,02).

Пренебрегая местными потерями, определить подачу насосов и потребляемую каждым из них мощность двигателя.

Определить, как необходимо изменить частоту вращения одного из насосов, чтобы увеличить расход в трубопроводе на 25%?

Характеристика насосов задана

Ответ. Q=128 л/с; Nдв = 57 кВт. Увеличить обороты до n= 1500 об/мин.

Скачать решение задачи 14-25 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-26. Поршневой насос перекачивает воду из резервуара А в резервуары В и С. Отметки уровней в резервуарах соответственно равны +2м; +6 м; -4 м (отметка оси насоса принята за нуль). Подача в верхний резервуар Q_В = 2 л/с. Трубопровод состоит из четырех участков труб одинакового диаметра d = 50 мм и одинаковой длины l = 50 м. На трубе, идущей к нижнему резервуару, установлен кран, прикрытый настолько, что его коэффициент сопротивления ξ = 120.

Определить подачу Q_н, напор Н_н и мощность N_н насоса, пренебрегая всеми местными сопротивлениями за исключением сопротивления крана и принимая коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,03. Построить пьезометрическую линию для системы.

При каких значениях коэффициента сопротивления ξ крана подача в верхний резервуар будет равна: 1) нулю; 2) подаче в нижний резервуар, т. е. половине всей подачи насоса; 3) полной подаче насоса.

Каковы в этих случаях пьезометрические линии системы?

Ответ.Q_н = 4,42 л/с; H_н = 21,2 м; N_н = 0,415 кВт; ξ^/ = 8,7; ξ^//= 155. ξ^/// = бесконечность,

Скачать решение задачи 14-26 (Куколевский И.И.) (цена 150р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-27. Из резервуара А необходимо подавать при помощи центробежного насоса в резервуары В и С, уровни в которых расположены на высотах h_в = 20 м и h_с = 25 м одинаковое количество воды. Q = 4 л/с.

Трубопровод AK (до узла К) имеет приведенную длину l₁ = 100 м и диаметр d₁ = 75 мм; трубы КС и КВ одинаковы: l₂ = l₃ = 50 м и d₂ = d₃ = 50 мм. Коэффициент сопротивления трения во всех трубах λ = 0,025.

1. Определить дополнительное сопротивление ξ, которое необходимо ввести в трубу КВ (путем прикрытия задвижки), чтобы обеспечить требуемое равенство расходов?

2. Какова будет при этом мощность насоса?

Ответ. ξ = 23,6; N_н = 2,8 кВт.

Скачать решение задачи 14-27 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-28. Шестеренный насос подает масло (плотность р = 900 кг/м³; вязкость v = 0,76 Ст) в количестве Q_н = 0,8 л/с из маслосборника в пункты А и В. Давление воздуха над свободной поверхностью масла и на выходе из труб - атмосферное. Длины и диаметр маслопроводных труб, выполненных из латуни: l = 1 м; l_A = 1,5 м; l_В = 2,4 м; d = 10 мм. Вертикальные расстояния точек A, В и К от свободной поверхности равны: z_A = 0,2 м; z_В = 1,3 м; z_A = 0,4 м.

Определить, пренебрегая местными потерями и скоростными напорами:

1) подачу масла в каждый из пунктов А и В.

2) мощность насоса.

3) давление в точке К.

Ответ. 1) Q_A = 0,48 л/сек; Q_В = 0,32 л/сек. 2) N_н = 0,34кВт 3) P_k = 206 кПа.

Скачать решение задачи 14-28 (Куколевский И.И.) (цена 150р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-29. Центробежный насос перекачивает воду по трубопроводу (l = 5 м, d₁ = 75 мм), который в точке А разветвляется на две линии диаметром d = 50 мм и длиной 2*l каждая. Расход в правой ветви Q = 10 л/с, а высоты равны h = 1 м, z = 4м. Определить мощность насоса Nи, принимая коэффициент сопротивления трения в трубах λ = 0,03, суммарный коэффициент сопротивления всасывающей линии ξ_ВС = 10 и пренебрегая потерями и задвижках. Указать сечение трубопровода, в котором имеет места наименьшее давление.
Ответ. Nн = 3,5 кВт.

Скачать решение задачи 14-29 (Куколевский И.И.) (цена 150р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-30. Узловые точки А и В трубопровода соединены двумя одинаковыми трубами 1 и 2 приведенной длиной l = 20 м и диаметром d = 50 мм. В трубу 1 включен центробежный насос, характеристика которого при n = 800 об/мин задана.

1. Определить расходы в трубах 1 и 2 и напор насоса при суммарном расходе, подводимом к узлу A, равном Q= 12 л/с. Как изменятся эти величины при уменьшении расхода до Q = 3 л/с?

2. Число оборотов насоса, при котором весь суммарный расход Q=12 л/с будет поступать в трубу 1 и расход в трубе 2 будет равен нулю.

В трубах между узлами А и В учитывать только потери на трение по длинне (λ = 0,03).

Ответ: 1 при Q = 12л/с, Q₁ = 7,4 л/с, Q₂ = 4,6 л/с, Н_Н = 5,3 м

при Q = 3л/с, Q₁^/ = 5,9 л/с, Q₂^/ = 2,9 л/с, Н_Н^/ = 7 м

2. n = 1500 об/мин.

Скачать решение задачи 14-30 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-31. Роторный насос, подача которого Q_н = 1 л/с, нагнетает масло в верхний бак из двух баков с одинаковыми уровнями. Всасывающие трубы имеют равные диаметры d₁ = d₂ = 20 мм и равные приведенные длины l₁ = l₂ = 4 м. Диаметр и приведенная длина нагнетательной трубы d₃ = 20 мм и l₃ = 6 м.

Определить напор насоса Н_н и мощность двигателя N_дв подъема H_ст = 5 м, масла v = 0,5 Ст, его плотность р = 900 кг/м³ и КПД. насоса η = 0,7.

Как изменится напор насоса, если уровень в левом баке будет ниже, чем в правом, на z = 2 м?

Ответ Н_н = 15,3м, N_дв = 0,193 кВт, Н_н^/ = 16,4м

Скачать решение задачи 14-31 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-32. Центробежной насос всасывает воду из двух баков, разность уровней в которых равна а = 1 м, и нагнетает ее в количестве (Q_н = 10 л/с в бак с уровнем на высоте b = 5 м по указанным на схеме трубопроводам (l = 5 м, d₁ = 50 мм, d₂ = 75 мм).

Определить напор насоса H_н, принимая коэффициент сопротивления трения во всех трубопроводах λ = 0,03 и пренебрегая местными потерями

Ответ. Н_н = 9,2 м

Скачать решение задачи 14-32 (Куколевский И.И.) (цена 150р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-33. Шестеренный насос подает спиртоглицериновую смесь (v = 1 Ст; р = 1245 кг/м³) в гидроцилиндр (диаметры поршня и штока D₁ = 200 мм и D₂ = 50 мм), нагруженный внешним усилием P = 2000 Н; при этом часть подачи насоса возвращается в приемный бак по сбросной трубе l₂, минуя гидроцилиндр.

1. Определить скорость перемещения поршня гидроцилиндра v_n и напор насоса H_н, если его подача Q_н = 6 л/с, диаметры всех труб d = 50 мм, а их приведенною длины равны: l₁ = 10 м; l₂ = 70 м; l₃ =  5 м и l₄ = 10 м.

2. Как изменятся v_n и Нн, если сбросная труба будет выключена?

3. При какой наименьшей приведенной длине сбросной грубы перемещение поршня прекратится?

 

Ответ: 1) v_n = 0,13 м/с, Н_н = 13,5м, 2) v_n = 0,2 м/с, Н_н = 15,5м, 3) L_2min = 14м.

Скачать решение задачи 14-33 (Куколевский И.И.) (цена 200р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-34. Центробежный насос, работая при n  =1450 об/мин, подает воду из бака А в баки С и D. Расстояния между уровнями в баках равны H₁ = 25 м и H₂ = 15 м. Система трубопроводов состоит из трубы АВ диаметром d₁ = 100 мм с установленной на ней задвижкой и двух одинаковых ветвей ВС и ВО диаметрами d₂ = 60 мм с установленными на них вентилями. Характеристика насоса и характеристики труб с учетом всех местных сопротивлений при полностью открытых запорных устройствах (ξ₃ = 0 и ξ_В = 4) заданы в виде таблиц.

1. Определить подачу воды в баки С и D и мощность, потребляемую насосом при полностью открытых вентилях и задвижке.

2. Каков должен быть коэффициент сопротивления вентиля на трубе ВD, чтобы подача в оба бака стала одинаковой; какова при этом подача насоса?

3. При каком числе оборотов насоса (в случае полностью открытых вентилей и задвижки) подача в бак С прекратится?

Характеристика насоса при n = 1450 об/мин

QН, л/с	0	4	8	12	16	20	24	28	32
НН, м	52	54	55	54	52	49	44	38	30
кпд, %	0	30	50	63	71	75	75	70	53

Характеристика труб АВ, ВС и BD

 

Ответ: Q_C = 4,4 л/с, Q_D = 18,2 л/с, N_дв = 13,5 кВт. 2) ξ_В^/ = 27,6, Q_Н^/ = 19,2 л/с, 3) n^/ = 1354 об/мин.

Скачать решение задачи 14-34 (Куколевский И.И.) (цена 200р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-35. Центробежный насос подает воду из бака А по трубе l = 50 м и D = 70 мм к точке K, откуда вода по трубам одинаковой длины l₁ = 20 м и одинакового диаметра d = 50 мм поступает в баки В и С. На трубе, идущей в бак В, имеется задвижка, коэффициент сопротивления которой (при неполном открытии) ξ = 30. Уровень в баке С -выше уровни в баке А на h₁ = 16 м, а в баке В ниже того же уровня на h₂ = 10 м.

1. Определит подачу в баки и потребляемую насосом мощность двигателя при n = 900 об/мин. 

2. Как нужно изменить частоту вращения насоса, чтобы подача в баки стала одинаковой?

3) При каком числе оборотов подача в бак С будет равна нулю?

При решении задачи учитывать сопротивление задвижки и потери на трение (λ = 0,025).

Ответ: 1) Q_C = 4,2 л/с, Q_В = 7,3 л/с, N_дв = 4,23 кВт, 2) n₂ = 1147 об/мин, 3) n₃ = 714 об/мин

Скачать решение задачи 14-35 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-36. Определить теоретическую высоту полета струи z для каждого из двух насадков диаметром d_н = 30 мм, питаемых центробежным насосом (n= 1450 об/мин) и расположенных на высотах h₁ = 5 м и h₂ = 10 м над уровнем всасывания. Трубопровод насоса до узловой точки имеет общую длину l = 25 м и диаметр d = 125 мм (коэффициент сопротивления трения λ = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений ξ = 14). Трубопроводы, ведущие к насадкам, имеют диаметры d₂ = d₃ = 80 мм и длины l₂ = 10 м, l₃ = 20 м (λ = 0,04). Коэффициент сопротивления насадков ξ_н = 0,1 (сжатие на выходе отсутствует).

Определить потребляемую насосом мощность двигателя.

Как изменятся z₁ и z₂, если верхний насадок будет отсутствовать?

Характеристика насоса при n = 1450 об/мин

QН, л/с	0	5	10	15	20	25	30	35	40
НН, м	27	30	32	33	32	29	24	17	8
кпд, %	0	40	65	75	79	80	76	66	40

Ответ 1) z₁ = 17,3 м, z₂ = 12,5 м, N_дв = 8,66 кВт, 2) z₁^/ = 10,6 м, z₂^/ = 0,86 м.

Скачать решение задачи 14-36 (Куколевский И.И.) (цена 100р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-37. Центробежный насос перекачивает воду из бака А по трубе 1 в промежуточный бак В, откуда она самотеком поступает в бак С по трубе 2 и частично возвращается в бак С по сбросной трубе 3. Характеристики насоса и труб заданы (см. график).

Определить расходы в трубах и уровень z, который установится в промежуточном баке В, если разность уровней в баках А и С равна h = 8 м.

Как изменится уровень г при выключении сбросной трубы?

Указание. Промежуточный бак К следует рассматривать как узловую точку, пьезометрический уровень в которой 2 определится после нахождения расходов в трубах
Ответ. 1) Q₁ = 7,8 л/с, Q₂ = 4,5 л/с, Q₃ = 3,3 л/с и z = 6,2 м, 2) z' = 10,8 м

Скачать решение задачи 14-37 (Куколевский И.И.) (цена 200р)

---

Задача (Куколевский И.И.) 14-38. Шестеренчатый бензонасос, подача которого Q_н = 4 л/с, снабжен обводной трубой, по которой часть его подачи возвращается на сторону всасывания. Статический напор установки равен Н_ст = 8 м. Диаметр основного трубопровода d₁ = 50 мм, его приведенная длина l = 50 (λ = 0,025). Диаметр обводной трубы d₀ = 32 мм, ее суммарный коэффициент сопротивления (включая частично прикрытый вентиль) ξ = 33.

1. Определить подачу в верхний бак и потребляемую насосом мощность двигателя (КПД насоса η = 70%, плотность бензина р = 750 кг/м³)

2. При каком минимальном значении С обводной трубы подача в верхний бак прекратится?

3. Какую мощность будет потреблять насос при выключенной обводной трубе?

Указание. Характеристика шестеренчатого насоса в координатах Qн - Нн может быть приближенно изображена вертикальной прямой Qн = соnst.

Ответ. 1) Q = 2,1 л/с; N_дв =0,54 л. с. 2) ξ_мнн = 6,35. 3) N_дв= 0,56 кВт.

Скачать решение задачи 14-38 (Куколевский И.И.) (цена 200р)

---