Диссертация (1151723), страница 9
Текст из файла (страница 9)
раздел 2) для соответствующегокоэффициента эжекции подстановкой в критерий необходимой величиныкавитационного запаса «∆h» определяются параметры струйного аппарата;5) по полученной разнице определяется необходимый напор струйногоаппарата и его геометрические и гидравлические параметры (подача Q1, напорHг.пр., коэффициент эжекции, геометрические размеры d'0 , b, z, lц, и θ.Таблица 3.1 – Исходные данные для расчёта необходимого увеличениякавитационного запаса рассчитываемой насосной станции.Напор, м0,16695Насоснойстанции1Д200-95НасосаМарка насосаПодача, м3/с0,055ДлинаДиаметрЗаводскаянапорного напорноговеличинатрубопрово трубопрово кавитационда,да,ного запаса,мммм27003000,76Необходимоеувеличениекавитационногозапаса (напорструйногоаппарата),м7,3Расчёт приведён в таблице 3.2.Фактическая расчётная величина напора аппарата составляет 10,35 м(меньше необходимого приведённого напора на 0,35 м).
Данный фактсвидетельствует о необходимом повышении величины напора центробежногонасоса путём дросселирования задвижкой на напорном трубопроводе. Весьвышеприведённый расчёт в таком случае необходимо провести в обратномпорядке для фактического приведённого напора струйного аппарата на величину10,7 м. В данном примере разница в необходимом напоре фактическим невелика,0,35 и в первом приближении данный расчёт принимается.Как доказывалось ранее, к установке рекомендуется струйный аппарат новойконструкции [83].79Таблица 3.2 – Расчёт необходимой величины кавитационного запаса ∆h рассматриваемой насосной станции№ п/п112Наименование параметра2Подсасываемый расход струйногоаппарата, Q1Удельные потери напора в напорномтрубопроводе S0Потери напора в напорномтрубопроводе hw(2-3)4Геодезический напор насосанагнетателя (разность отметокводоисточника и смесителя)567Напор центробежного насоса1Д200-95, приведённый к уровнюводоисточникаСкорость в сопле струйного аппарата,V0 при напоре центробежного насоса80,90 мКоэффициент эжекции α0 (отношениеподсасываемого расхода к рабочемум3/ч (м3/с)мммQ1 =Расчётная зависимостьКоличество45Q НС 600=n32l Q нсS0 = λ ⋅ 2D ω 2gh w(2-3) = S0 ⋅ l 2−3 ⋅ Q 2НСНг.
= ∆смесителя – ∆водоисточника == 40,8 – 9,40200 (0,055)0,06849.5793Единицаизмерения335,4Нн.пр. = Нг. + hw(2-3) = 31,4 + 49,5м80,90V0 = ϕ 2gН н.пр = 1,8 19,62 ⋅ 80,9м/с31,87Принимается для максимального КПД-2,580Продолжение таблицы 3.21892Геометрическая характеристика m(отношение площади поперечногосечения смесителя ωс к площадипоперечного сечения сопла ω0 )Оптимальный относительный напорструйного аппарата длягеометрической характеристикеm = 4,0 к коэффициенту эжекцииα0 = 2,53-4Принимается по коэффициенту эжекцииα0, для максимального КПД0,2080Отношение Принимается для α0 = 2,5 и m = 4,0приведённогонапораструйногоаппаратаНг.пр.
кскоростному54,0V02напору2g101112Подача центробежного насоса1Д200-95Необходимый приведённый напорструйного аппаратаФактический приведённый напорструйного аппарата при напоренасоса нагнетателя 30,9м3/ч (м3/с)ммОпределяется по характеристике насосаАвар. У.В. – Мин. У.В.13,0 – 2,30Н г .прV0231,87 2= Нг ⋅= 0,2 ⋅2g19,62180 (0,05)10,710,3581Геометрическиерекомендациямпараметрыглавы2иструйногоусловиямаппаратаэксплуатацииопределяютсяпозависимостиотвгидравлических параметров насосных агрегатов.Всеразмерыпринимаютсяотносительнымидлявозможностииспользования струйного аппарата в разных типах насосных станций и показаныв таблице 3.3.Таблица 3.3 – Геометрические относительные размеры струйного аппарата№п/п11Ед.Наименованиепараметраизмерен(см. рисунок 2.1)ия23Диаметрсмесителя.ммПринимаетсяподопустимойФормула илиобозначениеDc =4Q1 + Q 0Vдоп ⋅ 0,785скоростинаружногоПринимаетсясмесителя 150(Q1 + Q0) 0.055 м3/сДиаметр5152 ммдиаметрсуммарного потока 3 м/с2Количествомммм/сопла d0/d0135,0(по зависимости2.19 – 2.30)0,95 Dс3Диаметрвнутреннегоммсопла d0//d0//120,0(по зависимости2.19 – 2.30) сучётом расхода вкольцевой щелиQ04Расстояниеотобрезасопла до начала камерысмешенияZммZ(по зависимости2.19 – 2.30)80,082Продолжение таблицы 3.3152345Длина камеры смешенияммLц260(по зависимости2.19 – 2.30)6Угол раскрытияθ8-10Q0Vдоп.
⋅ 0,785(принимается по100Град.диффузора7Диаметртрубопроводалинии рециркуляцииммDр =допустимойскорости в линиирециркуляцииVдоп = 2,5 м/сПо полученным величинам таблиц 3.2, 3.3 для существующих или вновьпроектируемых насосных станций имеется возможность повысить величинувсасывания центробежных насосов (кавитационный запас ∆h) до максимальныхзначений геометрического напора струйного аппарата (15-20 м).3.2 Расчёт увеличения величины кавитационного запаса осевыхнасосовИзвестно, что кавитационный запас определяется заводом при испытаниинасоса для соответствующей подачи (см. рисунок 2.18).В литературе [16, 17, 18, 23, 24, 25, 26] сказано, что кавитационный запас∆h есть разница между полной энергией на входе в колесо и давлениемнасыщенных паров жидкости при определённой температуре.
Фактически83кавитационный запас это не есть разница между фактическим давлением навходе в колесо и давлением насыщенных паров жидкости для определённойтемпературы,прикоторойнаступаетявлениекавитациинаколесе.Кавитационный запас – это способность насоса создать на входе в колесо вакуумтакой величины, когда сумму геометрической высоты всасывания, потерь напораво всасывающей линии и скоростного напора потока перед колесом вышедавлениянасыщенныхпаровперекачиваемойжидкостипри(воды)определённой температуре.Расчёт увеличения величины кавитационного запаса ∆h осевых насосов вданныхисследованияхрециркуляции,ограничиваетсясоздаваемогоосновнымопределениемнасоснымнапоравоборудованиемлинииинепревышающем 20-25 м (максимальный напор для существующих осевыхнасосов) для необходимой и оптимальной по КПД степени увеличения [119,120].3.2.1 Методика расчётаВ настоящей методике в качестве примера приводится порядок расчётвеличины повышения кавитационного запаса ∆h в случае установки струйногоаппарата, установленного на насосной станции Новочеркасской ГРЭС.
Расчётпроводится в следующей последовательности:1. По литературным данным определяются суммарные потери напора вовсасывающей линии (сетка перед приёмной камерой, конфузор приёмнойкамеры, конфузор насоса, выправляющий аппарат) и соответствующая величинакавитационного запаса для подач от 9 до 18 тыс. м3/ч, при нулевом угле повороталопаток (таблица 3.4).84Таблица 3.4 – Зависимость суммарных потерь напора насоса на всасывающей линии от величины кавитационногозапаса (при ωвх = 1,18 м2)Подачи,м3/чм3/с90002,50100002,77110003,05120003,33130003,611400003,88150004,16160004,44170004,72180005,002,112,342,582,823,053,283,523,764,04,2322,021,821,020,219,818,618,017,517,016,51,351,501,551,581,601,631,681,701,711,8014,013,813,213,012,612,512,412,312,011,9Скорость входапотоканаколесо Vк, м/сНапорнасосаnн, мпотери напора84СуммарныеΣhw, мКавитационныйзапас ∆h, м (похарактеристикесм.
рис. 2.18)852. По зависимостиН вакдоп = Н 0 − Н п.ж − ∆h допопределяется допустимая вакуумметрическая высота всасывания (∆h определяютпо таблице 3.4), Н0 = 10,3 м – атмосферное давление, Нп.ж = 0,24 м – давлениеводяных паров при температуре 20оС.3. По зависимостиНг =Н вакдопVвх2− ∑hw −2gопределяется геометрическая высота всасывания. Полученные величинысводятся в таблицу 3.5.4.
По разнице отметок горизонта воды в канале и оси насоса определяетсяфактическая геометрическая высота всасывания (-2,38 м).5. По таблице 3.5 определяется необходимая величина увеличениякавитационного запаса максимальная – 0,62 м (кинетическая энергия потокаструйного аппарата).6.Потаблицам2.13–2.14определяетсявеличинаувеличениякавитационного запаса и необходимый напор в линии рециркуляции смаксимальной величиной КПД.Выводы по главеНасосы центробежные1. Для расчётной схемы по подаче 0,055 м3/с, напору 0,5 м и заводской∆h = 0,76 м определяется необходимая величина кавитационного запаса (длярассмотренной схемы, рисунок 3.3) 7,3 м.2. Подстановкой выбранного значения ∆h = 0,76 м в зависимостях (2.31) –(2.36) определяются геометрические и гидравлическиенасоса, диаметр смесителя Dс = 152 мм,параметры струйного86Таблица 3.5 – Зависимость допустимой вакуумметрической высоты всасывания Н вакдоп от суммарных потерь напораво всасывающей линии Σhw и величины кавитационного запаса ∆hПодачи,м3/чм3/с90002,50100002,77110003,05120003,33130003,611400003,88150004,16160004,44170004,72180005,001,351,501,551,581,601,681,701,711,801,8314,013,813,213,012,612,512,412,312,011,9-4,05-3,40-3,25-3,17-3,0-2,82-2,1-1,99-1,90-1,88-5,4-4,9-4,8-4,75-4,60-4,05-3,8-3,7-3,6-3,5Суммарные потериΣhw, мКавитационныйзапас ∆h, мДопустимаяваквысота Н доп,мДопустимаягеометрическаявысота всасыванияНг, м86вакуумметрическая87Геометрические:/- относительный диаметр наружного сопла d0 = 0,95Dс, относительныйдиаметр внутреннего сопла;//- относительный диаметр внутреннего сопла d0 = 0,78;- расстояние от обреза сопла до начала камеры смешения Z= 0,52;- длина камеры смешения Lц = 260 мм.Гидравлические:- подсасываемый расход Q1 (0,055 м3/с);- напор центробежного насоса для линии рециркуляции Нн.пр = 80,9 м;- скорость потока в сопле V0 = 31,87 м/с;- коэффициент эжекции α 0 = Q1 Q 0 (для максимального КПД 4,0).3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
