| Скачать .docx |
Курсовая работа: Гидравлические сопротивления трубопроводов и гидромашин. Испытание центробежного насоса
Министерство образования РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский государственный технический университет
Кафедра: «Процессы и аппараты»
Курсовая работа
«Гидравлические сопротивления трубопроводов и гидромашин. Испытание центробежного насоса»
Cамара, 2005 г.
Цель работы: определить зависимость сопротивления сети от линейной скорости потока 
; рассчитать для определенного значения критерия Re: а) коэффициенты местных сопротивлений ξ для нормального вентиля, крана; внезапного расширения и внезапного сужения и поворота по углом 900; б) коэффициент трения λ; сравнить опытные значения коэффициентов сопротивлений с табличными.
Табл. 1 Результаты снятых показаний:
| № опыта |
Показания дифманометра, мм. рт. ст. |
Расход воды Q, 10-3 м3/с |
Потери напора на участках трубопровода |
|||||
| На повороте под прямым углом hм.с.1, мм. вод. ст. |
При внезапном расширении hм.с.2, мм. вод. ст. |
при внезапном сужении hм.с.3, мм. вод. ст. |
на кране hм.с.4, мм. вод. ст. |
на нормальном вентиле hм.с.5, мм. рт. ст. |
на прямом участке АВ hтр., мм. рт. ст. |
|||
| 5 |
20 |
0.39 |
58 |
105 |
272 |
410 |
160 |
79 |
Обработка опытных данных:
По калибровочному графику определяем расход воды 
, м3/с в зависимости от перепада давления на дифманометре.
По известному расходу воды, зная сечение трубопровода, находим среднюю линейную скорость потока:
,
где - расход воды, м3/с;
d – диаметр трубопровода, 0,019 м.
3. Для каждого значения скорости потока вычисляем соответствующее значение критерия Рейнольдса
,
где ρ – плотность воды при температуре опыта, 998,23 кг/м3;
μ – динамическая вязкость воды, 0,00102 Нс/м2;
4. Напор, затрачиваемый на создание скорости в трубопроводе (скоростной напор) рассчитываем по формуле
Потерянный напор определяем по уравнению
Сопротивление сети рассчитываем по формуле:
Коэффициенты сопротивления 
и коэффициент трения рассчитываем из выражений
.
Результаты расчетов приведены в таблицах.
Табл. 2 Результаты расчетов
| № опыта |
Расход воды Q, м3/с |
Средняя скорость w, м/с |
Критерий Рейнольдса Re |
Геометрический напор hг, м. вод. ст |
Скоростной напор hск, м. вод. ст |
Потерянный напор hпот, м. вод. ст |
Сопротивление сети Нс, м. вод. ст. |
| 5 |
0.0004 |
1.38 |
25590.0889 |
2.3 |
0.0965 |
4.0954 |
6.49 |
Табл. 3 Результаты расчетов
| Виды сопротивлений |
|||||
| Потери напора hпот, м |
Коэффициент сопротивления |
Коэффициент трения |
|||
| опытный |
табличный |
опытный λ |
табличный λТ |
||
| Поворот под углом 900 |
0.058 |
0.601 |
1.1…1.3 |
||
| Внезапное расширение |
0.105 |
1.088 |
0.5 |
||
| Внезапное сужение |
0.272 |
2.818 |
0.85 |
||
| Кран пробочный |
0.410 |
4.247 |
0.2…11 |
||
| Вентиль нормальный |
2.176 |
22.541 |
4.5…5.5 |
||
| Прямой участок |
1.074 |
0.037762 |
0.0373 |
||
По полученным данным построим график зависимости 
:
Рис. 2 График зависимости .
Вывод
: экспериментально определена графическая зависимость сопротивления сети от линейной скорости потока ; графически зависимость представляет собой параболу, т.е. сопротивление сети параболически увеличивается при возрастании средней скорости потока.
Для определенного значения критерия Re = 25590,1 рассчитаны:
а) коэффициенты местных сопротивлений ξ для нормального вентиля, крана; внезапного расширения и внезапного сужения и поворота по углом 900; для пробочного крана значение местного сопротивления сходится с табличным, для остальных элементов сети опытные значения местных сопротивлений не сходятся с табличными. Подобное несоответствие, возможно, объясняется высокими погрешностями эксперимента вследствие изношенности оборудования, невысокой точности приборов и т.д.
б) коэффициент трения λ=0,0378; при сравнении с табличным значением коэффициента абсолютная погрешность составила Δабс=0,0462; относительная погрешность Δотн =1,24%.
Цель работы: практическое знакомство с насосной установкой и проведение испытания с необходимыми замерами для последующего построения характеристик H- Q ; N- Q ; η- Q ; построение характеристики сети (Нс - Q ); определение рабочей точки насоса.
Табл. 1. Результаты снятых показаний
| № опыта |
Показания диф- манометра, мм. Рт. Ст. |
Подача насоса Q,10-3 м3 /с |
Давление в нагне-тательном трубо-проводе Рн , Н/м2 |
Давление во всасы-вающем трубо-проводе Рвс , Н/м2 |
Полный напор Н, м вод. Ст. |
Потребляемая мощность |
КПД,% |
|
| Nтеор. , кВт |
Nгидр. , кВт |
|||||||
| 5 |
20 |
0.39 |
1.8 |
-0.06 |
19.160245 |
0.073305 |
0.26 |
28.1943 |
1. По калибровочному графику определяем расход воды , м3
/с в зависимости от перепада давления на дифманометре.
2. Напор насоса определяется по уравнению:
, где:
– давление на линии нагнетания, Н/м2
– давление на линии всасывания, Н/м2
g – ускорение свободного падения, м/с2
– плотность воды при t
=200
C
, 1000 кг/м3
– расстояние между местами присоединения приборов, 0,2м
3. Теоретическая мощность насоса
4. Коэффициент полезного действия:
По полученным данным строим графические зависимости H - Q ; N - Q ; η- Q , строим характеристику сети (Н- Q ):
Рис. 2. Характеристика сети (Н- Q )
Рис. 3. Графическая зависимость N-Q.
Рис. 4. Графическая зависимость η- Q
Вывод: осуществлено практическое знакомство с насосной установкой и проведены испытания с необходимыми замерами. Построена характеристика сети (Н-Q); наложение графиков H=b(Q) и Hc=b(Q) показало, что в процессе эксперимента рабочая точка насоса не была получена.
Построены характеристики H-Q; N-Q; η-Q, откуда следует, что при увеличении подачи воды полный напор насоса незначительно уменьшается; при этом возрастают КПД насоса и потребляемая мощность. Данные тенденции объясняются тем, что в процессе эксперимента рабочая точка насоса не была достигнута.