Методика расчета гидравлических систем

ОБМЫВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Расчет гидравлической системы обмывочной установки выполняется следующим образом.

Определяется суммарная площадь отверстий сопел душевой системы, м²:

, (1)

 

где D – диаметр сопла душевой системы, мм;

N – количество обмывочных сопел в душевой системе обмывочной установки;

1000000 – коэффициент перевода площади из квадратных миллиметров в квадратные метры.

 

Вычисляется величина напора, которую должен создавать насос на выходе обмывочной жидкости из сопла, м:

 

, (2)

 

где 101,94 – коэффициент перевода величины давления (напора) обмывочной жидкости из мегапаскалей в метры водяного столба;

P – давление обмывочной жидкости на выходе из обмывочного сопла, МПа;

– плотность обмывочной жидкости, кг/м³;

– плотность воды, = 1000 кг/м³.

 

Определяется расчетная подача насоса, м³/ч:

 

, (3)

 

где 3600 – коэффициент перевода показателя времени из секунд в часы;

k – коэффициент запаса подачи насоса;

– коэффициент расхода жидкости.

 

Рассчитывается необходимый объем резервуара для обмывочной жидкости, м³:

, (4)

 

где i – коэффициент запаса объема накопительного резервуара для обмывочной жидкости;

t – продолжительность обмывки, мин;

60 – коэффициент перевода времени обмывки из минут в часы.

 

Вычисляется внутренний диаметр трубопроводов, мм:

– всасывающего

; (5)

– нагнетательного

, (6)

 

где 1000 – коэффициент перевода диаметра из метров в миллиметры;

v _в – скорость течения жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;

v _н – скорость течения жидкости в нагнетательном трубопроводе, м/с.

 

Рассчитывается потеря давления в трубопроводах, МПа:

– всасывающем

; (7)

– нагнетательном

, (8)

 

где ξ_ф – коэффициент сопротивления фильтра во всасывающем трубопроводе;

ξ_к.в – коэффициент сопротивления колена во всасывающем трубопроводе;

n _к.в – количество колен во всасывающем трубопроводе;

ξ_т.в – коэффициент сопротивления по длине всасывающего трубопровода;

ξ_р – коэффициент сопротивления распределителя в нагнетательном трубопроводе;

ξ_к.н – коэффициент сопротивления колена в нагнетательном трубопроводе;

n _к.н – количество колен во всасывающем трубопроводе;

ξ_т.н – коэффициент сопротивления по длине нагнетательного трубопровода.

 

Коэффициенты, учитывающие потери давления по длине трубопроводов, рассчитываются по формулам:

– всасывающего

; (9)

– нагнетательного

, (10)

 

где – коэффициент, зависящий от режима течения жидкости во всасывающем трубопроводе;

l _в – длина всасывающего трубопровода, м;

– коэффициент, зависящий от режима течения жидкости в нагнетательном трубопроводе;

l _н – длина нагнетательного трубопровода, м.

 

Величины и определяются в зависимости от числа Рейнольдса Re, которое рассчитывается по формулам:

– для всасывающего трубопровода

; (11)

– для нагнетательного трубопровода

, (12)

 

где – коэффициент кинематической вязкости обмывочной жидкости, м²/с. Для холодной воды при температуре 10 ^оС = 1,306·10^-6 м²/с, для холодной воды при температуре 20 ^оС = 1,006·10^-6 м²/с, для подогретой до 40 ^оС воды = 0,659·10^-6 м²/с.

Для ламинарного режима течения жидкости в трубопроводе, когда Re < 2320,

; (13)

. (14)

 

Для турбулентного режима течения жидкости в трубопроводе, когда Re > 2320,

; (15)

, (16)

где Δ_э – эквивалентная шероховатость внутренних стенок трубы, мм.

 

Определяется величина напора (давления), который должен развивать насос, м

 

, (17)

 

где 101,94 – коэффициент перевода величины давления (напора) из мегапаскалей в метры водяного столба;

Н – напор (давление) жидкости на выходе из обмывочного сопла, м;

h _н – высота центральной линии насоса над уровнем обмывочной жидкости в накопительном резервуаре, м;

h _к – максимальная высота душевой системы обмывочного коллектора над центральной линии насоса, м.

 

Потребляемая мощность насоса вычисляется по формуле

 

, (18)

 

где 9810 – коэффициент перевода давления из метров водяного столба в паскали;

1000 – коэффициент перевода мощности из ватт в киловатты;

3600 – коэффициент перевода показателя времени из часов в секунды;

– коэффициент полезного действия насоса.

С учетом рассчитанный значений подачи насоса Q _н и давления P _н по справочным данным подбирают насос. Параметры выбранного насоса должны совпадать с расчетными или превышать их на минимально возможную величину.

По потребляемой мощности насоса и частоте вращения его рабочего колеса подбирают электродвигатель. Мощность выбранного двигателя должна быть равной или превышать мощность насоса на минимально возможную величину. Частота вращения двигателя должна быть как можно ближе к частоте вращения насоса.

Подбором насоса и электродвигателя расчет гидравлической системы обмывочной установки заканчивается.