Насосы, вентиляторы и компрессоры

«Саратовский  Государственный  Аграрный Университет  им. Н. И. Вавилова» 
 

Кафедра: «Теплотехника, ТГС  и В». 
 
 
 
 

        
 
 
 
 

Курсовая  работа

По  дисциплине: Насосы, вентиляторы и  компрессоры. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  Выполнил: студент 3 курса

                                                                             Факультета «Технический сервис»

                                             Специальность:

                                                                              Теплогазоснабжение и вентиляция

                                                      группа ТГС и В – 305

                                                Дрожжинов В.М.

  

                                            Руководитель

                                                                                      Спиридонова Елена Владимировна  
 
 
 
 
 
 

Саратов  2008

Содержание 

Введение                                                                              

1. Расчет  насосной установки                                               
1. Гидравлический расчёт трубопровода                                               
2. Определение необходимого начального напора в трубопроводе    
3. Расчет мощности насоса и подбор электродвигателя                       
4. Определение допустимой высоты всасывания                                  

 

2. Расчет компрессорной установки.                                  

    3.1. Определение начальных параметров газа                                            

          3.2 Определение действительной подачи  и подбор компрессора            

     3.3. Расчет мощности компрессора                                                                                                                                                                                                                  

3. Заключение                                                                        

                                                                

4. Список используемой литературы                                                                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

    Насос-машина для создания потока жидкой среды. Развитие этого определения приводит к  пониманию насоса как машины, предназначенной  для перемещения жидкости и увеличение ее энергии. При работе насоса энергия, получаемая им от двигателя, превращается в потенциальную, кинетическую и в незначительной мере в тепловую энергию потока жидкости.

    Машины  для подачи газовых сред в зависимости  от развиваемого ими давления называют, вентиляторами, газодувками, компрессорами.

    Вентилятор-машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления до 1,15 (степень повышения давления ε – отношение давления газа на выходе из машины к давлению его на входе).

    Компрессор - снижает газ при ε >1,15 и имеет искусственное (обычное водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газа.

    Газодувки - машина, работающая при ε>1,15, но искусственно не охлаждаемая.

    В современной промышленности распространены гидродвигатели - машины, превращающие энергию потока жидкости в механическую энергию (гидротурбины, гидромоторы).

    В последнее время в различных  технических устройствах употребляется  гидропередача - конструктивные комбинации, служащие для передачи механической энергии с вала двигателя на вал приводимой машины гидравлическим способом. Гидропередача состоит, из насоса, гидродвигателя и системы трубопроводов с устройствами распределения и регулирования потоков рабочей жидкости (энергоносителя). Гидравлические двигатели, насосы и гидропередачи составляют класс гидравлических машин.

    Машины  для подачи газовых сред аналогично машинам для жидкостей подразделяются на динамические и объемные.

    Динамические  машины. Эти машины представлены в  современной промышленности тремя  основными группами: центробежными и осевыми насосами, вентиляторами и компрессорами, вихревыми насосами. Машины первых двух групп являются лопастными, третью группу относят к машинам трения.

    Большое распространение лопастных машин  обусловлено удобством комбинирования их с приводами электродвигателями, компактностью при больших подачах, достаточно высоким КПД, возможностью достижения высоких давлений.

    Объемные  машины. Работа таких машин выполняется  путем всасывания и вытеснения жидких и газовых сред твердыми телами-поршнями, пластинами, зубцами, движущимися в рабочих полостях-цилиндрах, корпусах специальных форм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчет насосной установки

1.1. Гидравлический расчет трубопровода: определение линейных потерь давления и потерь давления в местных сопротивлениях 

Удельные линейные потери давления:

Опытный коэффициент  шероховатости определяется по формуле: 

где К_э = м., =985 кг/м – плотность воды, кг/м³.  

,

Расход  воды, проходящий через сечение трубопровода, определяется по

формуле:

G=0,5·985=492,5кг/с

Потери по длине:

ΔР

=R ·1

ΔР

=1753·2000=3,5 ·10 Па 

Гидравлические  потери в трубопроводе:

ΔР=ΔР

+ΔР

ΔΡ=3,5+0=3,5·10

Па

1.2. Определение необходимого начального напора в трубопроводе

Начальное давление:

Р

=Р +ΔР

Р

=0,9·10 +3,5·10 =4400000≈4,4·10 Па =4,4 МПа

Начальный напор  в трубопроводе:

Н

=Р /ρ

Н

=4,4·10 /985=4467 Дж/кг

По подаче и  напору подбираем насос необходимой  марки и схему его присоединения:

V=1800 м

/ч

Н=4467 Дж/кг

центробежные насосы двустороннего входа 20Д-6. 

 

Т.к. Н'=844 м³/ч, а Н = 4467 м³/ч, то в схема будет содержать шесть основных насосов и один резервный. Т. к. V=V’=1800 м³/ч =const, то схема включения насосов будет последовательной.    

1.3. Расчет мощности насоса и подбор электродвигателя

Мощность, подводимая к жидкости:

 

Мощность на валу двигателя:

где – механический КПД, %. Принимается в пределах 0,94-0,98.  

Мощность электродвигателя:

N

=N /ŋ

где – электрический КПД двигателя, %. Принимается в пределах 0,85-0,90. 

N

=3030/0,875=3463 кВт

Мощность двигателя  выбираемого по каталогу:

N

=1,2·N /n

N

=1,2·3463/7=593 кВт

1.4. Определение допустимой высоты всасывания

Потери на всасывающей  линии принимаются ΔН =10 Дж/кг. Давление насыщения Р =0,00424 МПа

Располагаемый напор:

Динамическое  падение напора (По формуле Руднева):

где с – коэффициент, для насосов принимается равным 150; 

Допускаемая высота всасывания:

где – коэффициент запаса, = 1,2 -1,4. 

Необходимая допускаемая  высота всасывания:

Z

= Z -d /2-ΔН /g

Z

=9,86-0,3/2-10/9,81=8,69 м

2. Расчет компрессорной установки.

Необходимо рассчитать компрессорную установку по исходным данным, подобрать марку компрессора и схему включения, которая будет обеспечивать необходимую подачу и давление.

2.1. Определяем начальные  параметры перекачиваемого  газа (давление, температуру, плотность)

Начальное давление определяется из уравнения: 

Приведенная температура  газа:

Т

=Т /Т

Т

=283/140,6=2,01

Приведенное давление газа:

Р

=Р /Р

Р

=11,28/10 =112,8 Па 

Коэффициент гидравлического  сопротивления:

λ=0,03818/d

λ=0,03818/0,5

=0,044

Средняя плотность  газа по воздуху:

Δ=ρ

/ρ

Δ=0,771/1,29=0,60 

Объемная подача газа:

V

=G/ ρ