Pumbad ja Ventilaatorid (0)

Tallinna Tehnikaülikool
Ehitusteaduskond
Mehaanikainstituut
Pumbad ja Ventilaatorid
EMH0040
Kodutöö: Survetõstepumpade valik
Koostas
Eaki-73
Tallinn 2014
Pumbad ja Ventilaatorid EMH0040
Kodutöö: survetõstepumpade valik
Pumplas on kaheasmeline töögraafik.Öösel töötab üks pump : vajalik Q1, päeval töötavad kaks pumpa : vajalikQ1+2 .Tulekahju olukorras vooluhulk suureneb 30l/s. Valida pumbad ning kontrollida pumpade sobivust kahjutule kustutamiseks tingimusel, et veevõrgus on tagatud surve 10m H2O. Vajadusel lisada pumplasse kolmas pump või tagada kahjutule kustutamiseks vajalik vooluhulk pumpade pöörete arvu reguleerimisega. Pumpamine toimub kahte rööbiti paigaldatud peatorusse, millede pikkus on l. Torude materjjal on teras, karedus Δ=0,5mm. Pumpade staatiline tõstekõrgus on Hst.
Lähteandmed:
Q1 = 60l/s
Q1+2= 240l/s
l= 1600m
Hst= 28m
Qtuli = 270 l/s
karedus Δ=0,5mm
1. Valin süsteemi toru diameetri:
Q= 240+30=270l/s
Kuna tegemist 2 toruga siis 270/2=135l/s
Valin D=400mm =0,4m
Leian toru suhtelise kareduse: Δ/D=0,5/400=0,00125
Leian süsteemi karateristikud ühe toru jaoks
D = 400 mm
Leian toru suhtelise kareduse: Δ/D=0,5/400=0,00125
Leian kiiruse v =
Leian Reynoldsi arvu Re = (v×D)/ν
ν= 1,005×m2/s
Leian uue survekõrguse ühe töötava pumba jaoks arvestades survekadusid
Hpäeval = Hst + ht
ht - hõõrdetakistus Hst= 28m
Htulekahju = hv + ht , hv - veevõrgus tagatud surve hv = 10 m H2O
Leian survekaod , g- vaba langemise kiirendus g=9,81 m/s2, l-toru pikkus (m) , D-toru diameeter (m)
Q1 = 60 l/s = 0,06 m3/s
Q1+2 = 240l/s = 0,24 m3/s
Ühe toruga süsteemi karakteristika:
Q (m3/s)
v (m/s)
Re
λ
ht
Hpäeval
Htulekahju
0,01
0,08
31689
0,0270
0,03
28,0
10,03
0,02
0,16
63377
0,0240
0,12
28,1
10,12
0,03
0,24
95066
0,0233
0,27
28,3
10,27
0,04
0,32
126755
0,0228
0,47
28,5
10,47
0,05
0,40
158443
0,0224
0,72
28,7
10,72
0,06
0,48
190132
0,0222
1,03
29,0
11,03
0,07
0,56
221821
0,0220
1,39
29,4
11,39
0,08
0,64
253510
0,0219
1,81
29,8
11,81
0,09
0,72
285198
0,0218
2,28
30,3
12,28
0,1
0,80
316887
0,0217
2,80
30,8
12,80
0,11
0,88
348576
0,0216
3,38
31,4
13,38
0,12
0,96
380264
0,0215
4,01
32,0
14,01
0,13
1,04
411953
0,0215
4,69
32,7
14,69
0,14
1,11
443642
0,0214
5,43
33,4
15,43
0,15
1,19
475330
0,0214
6,22
34,2
16,22
0,16
1,27
507019
0,0214
7,07
35,1
17,07
0,17
1,35
538708
0,0213
7,97
36,0
17,97
0,18
1,43
570396
0,0213
8,92
36,9
18,92
0,19
1,51
602085
0,0213
9,93
37,9
19,93
0,2
1,59
633774
0,0213
10,99
39,0
20,99
Leian süsteemi karakteristiku kahe toru jaoks: (Rööpühenduse korral (kaks paralleelset toru on samasugused) liidetakse vooluhulgad (Q suureneb 2 korda sama rõhu korral))
Q (m3/s)
Hpäeval
Htulekahju
0,02
28
10,03
0,04
28,1
10,12
0,06
28,3
10,27
0,08
28,5
10,47
0,1
28,7
10,72
0,12
29
11,03
0,14
29,4
11,39
0,16
29,8
11,81
0,18
30,3
12,28
0,2
30,8
12,8
0,22
31,4
13,38
0,24
32
14,01
0,26
32,7
14,69
0,28
33,4
15,43
0,3
34,2
16,22
0,32
35,1
17,07
0,34
36
17,97
0,36
36,9
18,92
0,38
37,9
19,93
0,4
39
20,99
Järgmiseks valin tööpunkti Q1+2/2 = 0,240/2=0,120 m3/s ja H = 32 m järgi pumba ning leian selle kõvera.
Valin Pumba :
APP53-200 (250-200-500) 980 rpm:
D = 530 mm
P = 62,5 kW
ŋ = 77%
NPSHr = 3 m
Laba D
Q (m3/s)
0,01
0,025
0,05
0,075
0,1
0,12
0,15
0,175
530
H (m)
44,3
44,3
44
43
42
40
38
35
Öine olukord:
Öösel nõutav vooluhulk Q= 60l/s=0,06m3/s,ning töötab 1 pump ja H1= 29m. Leiame afiliteedi, mis läbib neid punkte, selleks anname Q2-le suvalisi väärtusi ja arvutame sarnasusvalemite abil
Saan:
Q2, m3/s
0
0,01
0,03
0,06
0,08
0,1
0,14
H2, m
0
0,8056
7,25
29
51,56
80,56
157,89
Uue pöörlemissageduse leidmine:
n1/n2 = Q1/Q2 => n2= (n1*Q2)/Q1
Afiniteediparabooli lõikumisel pumba kõveraga saan tööpunkti Q= 0,0725 m3/s ja H= 41m. Kasutades ära pumpade sarnasuse valemi
ja leian uue pöörete arvu n2= 811 rpm Seega valin uueks pöörete arvuks n = 811 rpm ning leian uue pumbakõvera kasutades pumpade sarnasuse valemeid
Leiame pumba karakteristiku päevase olukorra jaoks:
Q1+2=240 l/s = 0,24 m3/s ning töötab üks pump, H = 32 m. Koostame sarnasusvalemeid kasutades afiliteedikõvera:
Q2, m3/s
0,00
0,02
0,06
0,08
0,10
0,14
0,18
0,20
0,25
0,30
0,40
H2, m
0,00
0,22
2,00
3,56
5,56
10,89
18,00
22,22
34,72
50,00
88,89
Kuna päeval töötavad kaks pumpa, siis pumpade kogujõudlus võrdub sama surve juures töötavate pumpade jõudluste summaga :
Kahjutule jaoks vajaliku karakteristiku saan järgmiselt:
Q1+2 + Qk = 240 + 30 = 270 l/s = 0,27 m3/s ja H = 15,06 m. Kasutades ära antud tööpunkti leian afiniteediparabooli, mille lõikumisel kahe pumba karakteristikuga saan tööpunkti:
Q2, m3/s
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
H2, m
0,00
0,18
0,73
1,63
2,90
4,53
10,20
18,13
28,34
40,80
55,54
72,54
Q = 0,270 m3/s ja H = 15 m.
Pumpade sarnasust kasutades leian antud tööpunkti abil pumba pöörete arvu, mis on vajalik tulekahju korral: = = 980 rpm ,Valin uueks pöörete arvuks n = 980 rpm ning leian uue pumbakõvera:
Järeldused:
Vastavalt süsteemi karakteristiku järgi valisin välja pumba APP53-200 (250-200-500) , mille esialgne pöörete arv on 980 rpm.
Öise olukorra jaoks sain uue tööpunkti afiliteedi lõikumisest valitud pumba kõveraga ning vastavalt sellele tuli vähendada pöörete arvu 811 rpm-ni, et saada uus pumba kõver.
Päeval töötavad kaks pumpa, seega siis on pumpade kogujõudlus võrdub sama surve juures töötavate pumpade jõudluste summaga.
Kahjutule olukorra jaoks jäi pöördesagedus samaks.