Akademia Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu

Specjalność: Inżynieria Gazownicza

Maszyny przepływowe

Projekt układu pompowego

Dariusz Charkiel

Rok II

Temat projektu:

Zaprojektować pompę odśrodkową służącą do przepompowania wody na określoną wysokość. Obliczyć układ pompowy, określić parametry pracy pompy, dobrać silnik elektryczny do takiego układu.

Dane do projektu:

Q [m^3/h]	L1 [m]	L3 [m]	L6 [m]	L8 [m]	Hzt [m]	Hzs [m]
Q = 220m^3/h	L1 = 9m	L3 = 5m	L6 = 112m	L8 =130m	Hzt = 25m	Hzs = 4m

Δz = 1m

1. Obliczenie średnicy przewodu ssawnego:

Zakładam prędkość na ssaniu dla wody:

Obliczam minimalną i maksymalna średnicę przewodu ssawnego dla podanego zakresu prędkości:

Przyjmuję średnicę przewodu ssawnego z podanego zakresu równą
Chropowatość bezwzględna

2. Obliczenie średnicy przewodu tłocznego:

Zakładam prędkość na tłoczeniu dla wody:

Obliczam minimalną i maksymalna średnicę przewodu tłocznego dla podanego zakresu prędkości:

Przyjmuję średnicę przewodu tłocznego z podanego zakresu równą

. Chropowatość bezwzględna

3. Obliczenie prędkości na ssaniu i prędkości na tłoczeniu:

Dla ustalonych wartości średnic przewodu ssawnego i tłocznego obliczam prędkości przepływu wody na ssaniu i na tłoczeniu.

4. Obliczenie oporów liniowych dla odcinka ssawnego:

Dla wody lepkość kinematyczna wynosi

Obliczenie chropowatości granicznej :

Obliczenie chropowatości:
>

strefa z całkowitym wpływem chropowatości-chropowatość przewodu jest większa od chropowatości granicznej

Sprawdzam poprawność warunku:

IV strefa i do obliczenia wsp.oporów liniowych λ_s korzystam z zależności:

5. Obliczenie oporów przepływu dla odcinka tłocznego:

>

strefa z całkowitym wpływem chropowatości

Sprawdzam poprawność warunku:

IV strefa i do obliczenia oporów liniowych λ korzystam z zależności:

6. Obliczenie oporów miejscowych:

• dla łuku 90º:

• dla zaworu zwrotnego:

zawór wzniosowy → przyjmuję

• dla kosza ssawnego z zaworem zwrotnym:

przyjmuję

• dla załomu rury:

7. Obliczenie oporów przepływu:

8. Obliczenie pracy układu pompowego:

Geometryczna wysokość podnoszenia układu pompowego (podnoszenia cieczy) wynosi:

Praca układu pompowego (jednostkowa strata energii dla całej instalacji) wynosi:

gdzie:

g -przyśpieszenie ziemskie - 9,81 [m/s²]

P_d-ciśnienie na dolnym zbiorniku równe ciśnieniu atmosferycznemu - 101325 [Pa]

P_g-ciśnienie na górnym zbiorniku równe ciśnieniu atmosferycznemu - 101325 [Pa]

C_d-prędkość przepływu cieczy z zbiorniku dolnym - 0[m/s]

C_g-prędkość przepływu cieczy z zbiorniku górnym w_t - 1,9[m/s]

∑Δy_s - suma start energii na przewodzie ssawnym - 6,1[J/kg]

∑Δy_t - suma start energii na przewodzie tłocznym - 31,82[J/kg]

Parametry dynamiczne:

ciśnieniu atmosferycznemu

Wielkości kinematyczne:

, bo ciecz w zbiorniku dolnym jest w spoczynku;

9. Obliczenie wysokości podnoszenia układu pompowego:

10. Wybór pompy:

Na podstawie wydajności Q = 220 [m³/h] i wysokości podnoszenia układu H = 33,4[m] wybrałem pompę odśrodkową do przepompowywania wody NHV.125-400/3 z uszczelnieniem wału sznurowym, firmy Hydro-Vacuum. Nominalna średnica wirnika w pompie wynosi: 395mm z drugim stoczeniem wirnika

Charakterystyki dla pompy 125-400 n=1450obr/min

Sprawność dla takich danych (dla tej pompy) wynosi: η = 0,75

Moc pompy wynosi:

Moc na wale wynosi N_w:

Liczba obrotów tej pompy wynosi n = 1450 [obr/min]

Przy doborze pompy zwracamy uwagę na położenie punktu pracy na charakterystyce pompy (punkt pracy nie może znajdować się na skraju charakterystyki), najmniejszy pobór mocy w punkcie pracy oraz najniższy parametr NPSHr

Moc silnika N_e wynosi:

N_e= N_w ּ 1,2 = 32,0 [kW]

11. Wybór silnika :

Pompa jest napędzana silnikiem elektrycznym, ustawionym na wspólnej płycie fundamentowej (zgodnie z UNI EN 23661). Wał pompy i silnika napędowego są połączone sprzęgłem elastycznym.

Dla w/w parametrów należy zastosować silnik o mocy 35kW.

Pobór mocy w podanym punkcie wynosi 32,0 [kW], do tego należy doliczyć zapas ok. 10% mocy, i najbliższy silnik mocowo wypada: 37 [kW]

Dobrano do pompy silnik ogólnego przeznaczenia, 4-polowy : SEE 250M4 firmy Celma - o parametrach:

Parametry	Wartości
Moc znamionowa Pn [kW]	37
Napięcie zasilania Un [V]	400
Częstotliwość fn [Hz]	50
Prąd znamionowy In [A]	93
Współczynnik mocy znamionowy	0,90
Sprawność znamionowa η [%]	95
Prędkość obrotowa n [min^-1]	1450
Moment znamionowy Tn [Nm]	354
Poziom mocy akustycznej [dB]	85
System chłodzenia	IC411
Stopień ochrony	55
Rodzaj pracy	S-1
Moment bezwładności wirnika Jm [kgm^2]	0,87
Klasa izolacji	F
Masa silnika [kg]	740
Kadłub	żeliwo

Literatura:

1. Praca zbiorowa „ Mały Poradnik Mechanika”

2. Waldemar Jędral „Pompy wirowe”

3. Notatki z zajęć

4. www.wikipedia.pl

5. Korespondencja z firmą Hydro-Vacuum-dział pomp przemysłowych-specjalista konsultant techniczno-handlowy

Obliczanie układu pompowego pompy odśrodkowej

3

Dariusz Charkiel

---