Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Projekt przepompowni

Wykonały:

Dudzińska Maria

Jędrzejczyk Katarzyna

COWiG4

Prowadzący:

Dr inż. Maciej Chorzelski

Dane do projektu

Moc: Q = 45MW

Temperatura zasilenia: t_z = 125

Temperatura powrotu: t_p = 65

Ciśnienie stabilizacji: p_st = 0, 45 MPa

1. Dobór pomp obiegowych

   1. Dobór pomp obiegowych

Temperaturą obliczeniową dla danej przepompowni jest temperatura średnia zasilenia i powrotu obliczona w następujący sposób:

$$t_{sr} = \frac{t_{z} + t_{p}}{2} = \frac{125 + 65\ }{2} = 95C$$

Dla obliczonej temperatury odczytujemy z tablic poniższe wartości:

$$\rho^{95} = 961,9\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$

$$c_{p} = 4190\ \frac{J}{\text{kgK}}$$

Obliczamy strumień objętościowy czynnika przepływającego przez przepompownię:

$$V = \frac{Q}{\rho \bullet c_{p} \bullet (t_{z} - t_{p})} = \frac{45 \bullet 10^{6}}{961,9 \bullet 4190 \bullet (125 - 65)} = 0,186\ \frac{m^{3}}{s} = 669,9\text{\ m}^{3}/h$$

Przy projektowaniu zakładamy, że w przepompowni pracować będą 2 pompy obiegowe ( oraz 1 pompa zapasowa. Pompy będą połączone równolegle. Strumień czynnika przepływającego przez 1 pompę wyniesie 0,5V.

$$0,5 \bullet V = 0,5 \bullet 0,186 = 0,093\ m^{3}/s = 335\frac{m^{3}}{h}$$

Z wykresu dla schematu 2 odczytaliśmy wysokość podnoszenia H=52 m sł. wody uwzględniając opory sieci wynoszące 2 m sł. wody. H=52 +2=54 m sł. wody. Dla zadanych parametrów przyjęto z katalogu pomp obiegowych pompę firmy LFP gPJM 150/230.

Dobór przewodu ssawnego i tłocznego pompy obiegowej

Przy projektowaniu przepompowni używamy rur walcowanych na gorąco wg. PN-EN-10216-1.

Zakładamy, że prędkość czynnika w rurach nie przekracza 2 m/s.

Dobór przewodu ssawnego pompy obiegowej

Pompy będą podłączone w układzie równoległym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi:

0, 5 • V = 0, 5 • 0, 2 = 0, 1 m³/s

Zakładamy prędkość na przewodzie ssawnym pompy obiegowej = 0,8 m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,1}{\pi \bullet 0,8}} = 0,399\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 406,4 x 10 mm o średnicy nominalnej DN400.

D_w = 386,4 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,1}{\pi \bullet {0,3864}^{2}} = 0,85\ m/s$$

Dobór przewodu tłocznego pompy obiegowej

Pompy będą podłączone w układzie równoległym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi:

0, 5 • V = 0, 5 • 0, 2 = 0, 1 m³/s

Zakładamy prędkość na przewodzie tłocznym pompy obiegowej = 2m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,1}{\pi \bullet 2}} = 0,252\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 273 x 10mm o średnicy nominalnej DN250.

D_w = 253 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,1}{\pi \bullet {0,253}^{2}} = 1,99\ m/s$$

1. Dobór kolektorów

   1. Dobór kolektora na przewodzie ssawnym

Zakładamy prędkość w kolektorze ssawnym = 0,7 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet 0,7}} = 0,603\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 610 x 10 mm o średnicy nominalnej DN600. D_w = 590mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet {0,590}^{2}} = 0,73\ m/s$$

Dobór kolektora na przewodzie tłocznym

Zakładamy prędkość w kolektorze tłocznym = 0,7 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet 0,7}} = 0,603\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 610 x 10 mm o średnicy nominalnej DN600.

D_w = 590mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet {0,590}^{2}} = 0,73\ m/s$$

Dobór zwężek asymetrycznych

Zastosowaliśmy konfuzory asymetryczne DN400-DN200 na przewodzie ssawnym. Na przewodzie tłocznym zastosowaliśmy dyfuzory asymetryczne DN150-DN200.

Dobór zaworów

Przed każda pompą obiegową zastosowano zawory kulowe Danfoss JIP-WW DN 200 do wspawania , sztuk: 3, zaś za każdą pompą obiegową zawory kulowe Danfoss JIP-WW DN 150, sztuk: 3 oraz zawory zwrotne firmy Danfoss –socla typ402 o DN150 do wspawania, sztuk: 3.

1. Dobór odmulaczy

   1. Dobór odmulaczy

Przyjęto, że będą 3 pracujące odmulacze i jeden zapasowy. Dobrano magnetoodmulacze firmy Spaw-Test typu OISm 800/250. Są one przystosowane do przepływów w zakresie 132-265 m³/h.

Masa jednego odmulacza: 825 kg.

Wymiary odmulacza: wysokość 2455 mm, długość 1185 mm. Wymagana przestrzeń nad odmulaczem (do obsługi wkładu) 750 mm.

$$V/3 = 0,2/3 = 0,07\frac{m^{3}}{s}$$

Przy projektowaniu przepompowni używamy rur walcowanych na gorąco wg. PN-EN-10216-1.

Dobór przewodów przy odmulaczach

Obliczenie średnicy przewodu:

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet V/3}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,07}{\pi \bullet 0,6}} = 0,385\ m$$

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 406,4x 10 mm o średnicy nominalnej DN400.

D_w = 386,4 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V/3}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,07}{\pi \bullet {0,3864}^{2}} = 0,57\frac{m}{s}$$

Dobór zaworów odcinających dla odmulaczy

Przed i za odmulaczem zastosowaliśmy zawory kulowe Danfoss JIP-WW DN 400 do spawania ze stali z kołnierzem do zabudowy napędu, sztuk:8.

Dobór kolektora przed odmulaczami

Zakładamy prędkość w kolektorze ssawnym = 0,7 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet 0,7}} = 0,603\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 610 x 10 mm o średnicy nominalnej DN600.

D_w = 590 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet {0,590}^{2}} = 0,73\frac{m}{s}$$

1. Dobór pomp stabilizujących i uzupełniających

   1. Dobór pomp stabilizujących i uzupełniających

Zakładamy, że wydajność pomp uzupełniających i stabilizujących wynosi 3% wydajności całej instalacji. :

$$Q_{\text{uzu}/\text{stab}} = 2\% \bullet Q = 2\% \bullet 0,2 \bullet 3600 = 14,4\frac{m^{3}}{h}$$

Obliczenie wysokości podnoszenia pomp stabilizujących i uzupełniających:

$$H_{\text{stab}} = \frac{p_{\text{stab}}}{\rho \bullet g} = \frac{0,45 \bullet 10^{6}}{961,9 \bullet 9,81} = 47,69\ m\ sl.w\text{ody}$$

Obliczenie wysokości podnoszenia pomp uzupełniających:

H_uzup. = H_stab − 0, 5 • H_sieci = 47, 69 − 0, 5 • 52, 55 = 21, 42 m sl.wody

Obliczenie wysokości podnoszenia pomp stabilizujących:

H_{pomp stab.} = H_stab − H_uzup. = 47, 69 − 21, 42 = 26, 27 m sl.wody

Dobrano pompę uzupełniająca firmy Grundfoss typu CRN 15 dwustopniową , sztuk: 2 oraz pompę stabilizującą firmy Grundfoss typu CRN 15 trójstopniową, sztuk: 2

1. Dobór przewodu ssawnego i tłocznego pomp stabilizujących i uzupełniających

   1. Dobór przewodu ssawnego pompy uzupełniającej

Pompy będą podłączone w układzie szeregowym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi Q_uzu/stab:

Zakładamy prędkość na przewodzie ssawnym pompy uzupełniającej = 0,5m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 0,5}} = 0,1010m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 114,3x7,3 mm o średnicy nominalnej DN100.

D_w = 99,7 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0997}^{2}} = 0,51\frac{m}{s}\ $$

Dobór przewodu tłocznego pompy uzupełniającej

Pompy będą podłączone w układzie szeregowym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi Q_uzu/stab:

Zakładamy prędkość na przewodzie tłocznym p uzupełniającej = 1m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 1}} = 0,0714\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 88,9x 7,3 mm o średnicy nominalnej DN80.

D_w = 74,3 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0743}^{2}} = 0,92\frac{m}{s}\ $$

Dobór przewodu ssawnego pompy stabilizującej

Pompy będą podłączone w układzie szeregowym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi Q_uzu/stab:

Zakładamy prędkość na przewodzie ssawnym pompy stabilizującej = 1m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,5 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 1}} = 0,0714\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 88,9x7,3 mm o średnicy nominalnej DN80.

D_w = 74,3 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0743}^{2}} = 0,92\frac{m}{s}\ $$

Dobór przewodu tłocznego pompy stabilizującej

Pompy będą podłączone w układzie szeregowym, a więc ilość czynnika płynącego na przewodzie ssawnym pompy wynosi Q_uzu/stab:

Zakładamy prędkość na przewodzie tłocznym pompy stabilizującej = 1,5m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 1,5}} = 0,0583\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 76,1x10 mm o średnicy nominalnej DN65.

D_w = 56,1 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0743}^{2}} = 1,62\frac{m}{s}\ $$

Dobór przewodu obejściowego pomp stabilizujących

Ilość czynnika płynącego na przewodzie obejściowym wynosi Q:

Zakładamy prędkość na przewodzie obejściowym uzupełniającej = 3m/s

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,00068}{\pi \bullet 3}} = 0,0170\ m$$

Gdzie:

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g= 26,9x5 mm o średnicy nominalnej DN25.

D_w = 16,9 mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,00068}{\pi \bullet {0,0169}^{2}} = 3,03\frac{m}{s}\ $$

1. Dobór kolektorów

   1. Dobór kolektora na przewodzie ssawnym pomp uzupełniających

Zakładamy prędkość w kolektorze ssawnym = 0,5 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,04}{\pi \bullet 0,5}} = 0,1010\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g=114,3 x 7,3 mm o średnicy nominalnej DN100.

D_w = 99,7mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0997}^{2}} = 0,51\ m/s$$

Dobór kolektora na przewodzie tłocznym pomp uzupełniających

Zakładamy prędkość w kolektorze tłocznym = 0,5 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 0,5}} = 0,1010\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g=114,3 x 7,3 mm o średnicy nominalnej DN100.

D_w = 99,7mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0997}^{2}} = 0,51\ m/s$$

Kolektor na przewodzie tłocznym pompy uzupełniającej to jednocześnie kolektor na przewodzie ssawnym pompy stabilizującej

Dobór kolektora na przewodzie tłocznym pomp stabilizujących

Zakładamy prędkość w kolektorze tłocznym = 0,5 m/s

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet V}{\pi \bullet c_{s}}} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet 0,5}} = 0,1010\ m$$

Gdzie,

c_s – założona prędkość przepływu [m/s]

Z wyżej wymienionej normy dobrano rurę o D_z x g=114,3 x 7,3 mm o średnicy nominalnej DN100.

D_w = 99,7mm

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0997}^{2}} = 0,51\ m/s$$

Kolektor na przewodzie tłocznym pompy uzupełniającej to jednocześnie kolektor na przewodzie ssawnym pompy stabilizujące

Dobór konfuzorów i dyfuzorów

Do pompy uzupełniającej dobrano zwężkę asymetryczna DN100/DN60 oraz zwężkę asymetryczną DN60/DN80.Natomiast dla pompy stabilizującej dobrano na zasileniu konfuzor DN80/DN60 oraz dyfuzor na tłoczeniu DN60/DN65.

Dobór zaworów

Do pompy uzupełniającej dobrano zawór zwrotny firmy Danfoss – socla typ 402 o DN80. Z kolei do pompy stabilizującej dobrano zawór tego samego typu, ale o DN65.

1. Dobór przyłącza

   1. Dobór zaworów łączących sieć z przepompownią

Przy projektowaniu przepompowni używamy rur walcowanych na gorąco wg. PN-EN-10216-1. Stosujemy rurę o DN 500, Dz x g = 508 x 10 mm.

Rzeczywista wartość przepływu wynosi:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet V}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,2}{\pi \bullet {0,488}^{2}} = 1,07\frac{m}{s}\ $$

Dobór zaworów odcinających dla połączenia przepompowni z siecią

Dobrano zawory kulowe DZT firmy Broen do wspawania o średnicy nominalnej DN500 do ciśnienia 16 bar, sztuk :2

Dobór kompensatorów

Dobrano 2 kompensatory typu One Step Muff LML 0350-175-16, zdolność kompensacji 140mm, długość całkowita 730mm.

1. Opory przepompowni

   1. Straty na przewodzie tłocznym DN250

Opory miejscowe:

- wlot o ostrych krawędziach - ζ=0,5 - 1 sztuka

- kolano – ζ=0,1 - 2 sztuki

- zawór odcinający – ζ=0,11 - 1 sztuka

- zawór zwrotny – ζ=0,7 – 1 sztuka

- wlot do kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

-dyfuzor – ζ=0,2 - 1 sztuka

Chropowatość względna:

- średnica przewodu – 253 mm

- długość przewodu – 5,4 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{253} = 1,98 \bullet 10^{- 3}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,236 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 125 stopni Celsjusza

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{1,99 \bullet 0,253}{0,236 \bullet 10^{- 6}} = 2,1 \bullet 10^{6}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 024

$$\Sigma h_{1} = \sum_{}^{}{\zeta \bullet \frac{w^{2}}{2g}\ \lbrack m\ sl.wody\rbrack}$$

$$\Sigma h_{1} = \left( 0,5 + 0,1*2 + 0,11 + 0,7 + 0,5 + 0,2 + \frac{5,4 \bullet 0,024}{0,253} \right) \bullet \frac{{1,99}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,549\ m\ sl\text{.wody}$$

Straty na przewodzie ssawnym DN400

Opory miejscowe:

-wlot z kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

-kolano – ζ=0,1 – 1 sztuka

-zawór odcinający – ζ=0,11 – 1 sztuka

- wlot o ostrych krawędziach – ζ=0,5 – 1 sztuka

- konfuzor – ζ=0,2 – 1 sztuka

Chropowatość względna:

- średnica wewnętrzna przewodu –386,4 mm

- długość przewodu – 2,9 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{386,4} = 1,29 \bullet 10^{- 3}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,236 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 125 stopni Celsjusza

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{0,85 \bullet 0,3864}{0,236 \bullet 10^{- 6}} = 1,39 \bullet 10^{6}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 021

$$\Sigma h_{2} = \left( 0,5 + 0,1 + 0,11 + 0,2 + 0,5 + \frac{2,9*0,021}{0,3864} \right) \bullet \frac{{0,85}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,06\ m\ sl\text{.w}\text{ody}$$

Straty na kolektorze DN600

Chropowatość względna:

- średnica wewnętrzna przewodu – 590 mm

- długość kolektora – 5,2 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{590} = 0,85 \bullet 10^{- 3}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,236 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 125 stopni Celsjusza

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{1,99 \bullet 0,590}{0,236 \bullet 10^{- 6}} = 4,9 \bullet 10^{6}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 019

$$\Sigma h_{3} = \left( \frac{5,2 \bullet 0,019}{0,590} \right) \bullet \frac{{0,73}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,005\text{\ m}\ sl.H_{2}O$$

Straty na przewodzie łączącym przepompownię z siecią DN500

Opory miejscowe:

-wylot z kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

-zawór odcinający – ζ=0,11 – 1 sztuka

-wlot z kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

- wlot o ostrych krawędziach – ζ=0,5 – 1 sztuka

- kompensator – ζ=0,12 – 1 sztuka

Chropowatość względna:

- średnica wewnętrzna przewodu –488 mm

- długość przewodu – 3,5 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{488} = 1,0 \bullet 10^{- 3}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,236 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 125 stopni Celsjusza

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{1,07 \bullet 0,488}{0,236 \bullet 10^{- 6}} = 2,2 \bullet 10^{6}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 0192

$$\Sigma h_{4} = \left( 0,5 + 0,11 + 0,12 + 0,5 + \frac{3,5 \bullet 0,0192}{0,488} \right) \bullet \frac{{1,07}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,08\ m\ sl\text{.wody}$$

Suma oporów:

Σh = Σh₁ + Σh₂ + Σh₃ + Σh₄ = 0, 549 + 0, 06 + 0, 005 + 0, 08 = 0, 694 m sl.wody

1. Obliczenie minimalnej wysokości napływu

   1. Straty na przewodzie łączącym odgazowywacz z pompami stabilizującymi i uzupełniającymi

Opory miejscowe:

-wylot z kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

-wlot do kolektora – ζ=0,5 – 1 sztuka

-zawór odcinający – ζ=0,11 – 1 sztuka

- wlot o ostrych krawędziach – ζ=0,5 – 1 sztuka

-Straty na kolektorze DN 100

Chropowatość względna:

- średnica przewodu – 99,7 mm

- długość kolektora – 1 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{99,7} = 5,02 \bullet 10^{- 3}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,2835 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 105 stopni Celsjusza

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0997}^{2}} = 0,51\frac{m}{s}$$

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{0,51 \bullet 0,0997}{0,2835 \bullet 10^{- 6}} = 1,8 \bullet 10^{5}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 03

$$\Sigma h_{1} = \left( \frac{1 \bullet 0,03}{0,0997} \right) \bullet \frac{{0,51}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,004\ m\ sl.\text{wody}$$

Chropowatość względna:

- średnica wewnętrzna przewodu – 56,1 mm

- długość przewodu – 7,5 m

- chropowatość bezwzględna - 0,5 mm

$$\varepsilon = \frac{k}{D_{w}} = \frac{0,5}{56,1} = 8,9 \bullet 10^{- 3}$$

Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu:

$$c_{s}^{\text{rz}} = \frac{4 \bullet Q_{\text{uzu}/\text{stab}}}{\pi \bullet D_{w}^{2}} = \frac{4 \bullet 0,004}{\pi \bullet {0,0743}^{2}} = 0,92\ \frac{m}{s}$$

Liczba Reynoldsa:

ν = 0,2835 *10^-6 m^2/s – odczytane z tablic dla wody o temp 105 stopni Celsjusza

$$\text{Re} = \frac{c_{s}^{\text{rz}} \bullet D_{w}}{\nu} = \frac{0,92 \bullet 0,0561}{0,2835 \bullet 10^{- 6}} = 1,8 \bullet 10^{5}$$

Odczytując z nomogramu Colebrooke’a-White’a wartość współczynnika oporów liniowych:

λ = 0, 037

$$\Sigma H_{\text{SW}} = \left( 0,5 + 0,5 + 0,11 + 0,5 + 0,004 + \frac{7,5*0,037}{0,0561} \right) \bullet \frac{{0,92}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,28\ m\ sl\text{.wody}$$

Obliczenie minimalnej wysokości napływu

Minimalną wysokość napływu obliczamy z następującego wzoru:

$$H_{s} = \frac{p_{b} - p_{v}}{g \bullet \rho} + 2\frac{c^{2}}{2 \bullet g} - \text{NPSH} - H_{\text{SW}} - 0,5$$

NPSH – nadwyżka antykawitacyjna dana dla pompy zależna od przepływu

ρ – gęstość cieczy

g – przyspieszenie ziemskie,

pv – ciśnienie parowania cieczy

0,5 m sł. wody – zapas bezpieczeństwa

Hsw – opory po stronie ssawnej pompy

$$H_{s} = \frac{101325 - 12116}{9,81 \bullet 956,55} + \frac{{0,92}^{2}}{2 \bullet 9,81} - 1,5 - 0,28 - 0,5 \approx 7,3\text{\ m}$$

Obliczenie wysokości strat na przepływie zespołu pomp

Opory miejscowe:

-wylot z kolektora – ζ=0,5 – 2 sztuki

-wlot do kolektora – ζ=0,5 – 3 sztuki

-zawór odcinający – ζ=40,0 – 7 sztuk

-Straty na przewodzie o długości 10,5 m

Aby uprościć obliczenia założono średnicę DN80. Jednocześnie zawory będą częściowo przymknięte, stąd opór na zaworze wynosi 40. Dla prostych odcinków przewodu przyjęto opory orientacyjne, zależne od prędkości. Wyniki zestawiono w tabeli.

Tabela nr 1

Zestawienie oporów dla zespołu pomp

D	L	$$\sum_{}^{}\mathbf{\zeta}$$	V	ROR	Hstrat	Q
[m]	[m]	-	[m/s]	[Pa/m]	[m]	[m^3/s]
0,08	10,5	282,5	0,0	0	0,00	0,0
			0,5	100	0,11	9,0
			0,8	250	0,28	14,5
			1,0	350	0,40	18,1
			1,5	500	0,58	27,1