1. Используя Рис. 14, определяем необходимый расход жидкости в системе и отмечаем на характеристике насоса новую рабочую точку К2 (Рис.19).
Qк2 =1,1× Qк = 1,1×90×10-3 =99×10-3 м3/с.
К определению параметров лупинга
Рис.19.
2. Определяем по графику величину снижения потерь напора в нагнетательном трубопроводе при Q= Qк2 : hсниж = 13 м.
3. Составляем систему уравнений для определения диаметра лупинга (Рис. 18):
(1)
(2)
(3)
(4)
(45)
Здесь: J - скорость движения на участке l2основного трубопровода при расходе QК2без лупинга. Отметим, что в уравнении (3) системы (45) потери на участке основного трубопровода без лупинга при расходе QК2 вычисляются и равны 26,84м. Тогда можно записать выражение для определения потерь на этом участке при наличии лупинга в виде:
(46)
Это уравнение можно переписать так:
(47)
Поскольку коэффициент трения l2 есть функция числа Re, а число Рейнольдса в свою очередь зависит от расхода жидкости, уравнение (47) представляет собой в общем случае трансцендентное уравнение с одним неизвестным - расходом жидкости Q2 . Это уравнение можно решить на ЭВМ любым способом (итераций, деления отрезка пополам и др).
При отсутствии доступа к ЭВМ можно применить графический способ решения уравнений. Его суть заключается в построении графиков функций, стоящих слева и справа в уравнении и нахождении точки их пересечения. Расчеты можно производить на калькуляторе. Ниже показано решение этого уравнения с помощью MicrosoftExcel.
расход, л/с
1E-07
число Re
1,08E-03
2,16E+05
4,32E+05
6,48E+05
8,64E+05
1,08E+06
коэф. трения
1,74
0,026
0,0256
0,0255
0,0254
0,0254
h c лупингом
0,00
1,14
4,49
10,05
17,83
27,82
правая часть
13,84
13,84
13,84
13,84
13,84
13,84
К определению расхода на участке l2основного трубопровода
при наличии лупинга
1-график левой части уравнения (47); 2- график правой части уравнения (47).
Рис.20.
Из Рис.20 следует, что расход жидкости Q2 основном трубопроводе при наличии лупинга равен 72×10-3м3/с.
Затем из первого уравнения системы (45) можно определить расход жидкости в лупинге:
Qл = QК2 - Q2 =99×10-3 -72×10-3 =27×10-3м3/с.
После этого второе уравнение системы (45) можно переписать в виде:
(48)
Уравнение (48) представляет собой в общем случае трансцендентное уравнение относительно dл , которое решается аналогично уравнению(47).
Ниже приведено решение уравнения (48) с помощью Microsoft Excel..
диаметр d, мм
число Re
1,31E+06
6,56E+05
4,37E+05
3,28E+05
2,62E+05
коэф. трения
0,037
0,031
0,028
0,026
0,025
h в лупинге
143,01
17,10
3,80
1,19
правая часть
13,84
13,84
13,84
13,84
13,84
К определению диаметра лупинга
Рис.21.
Из Рис.21 следует, что диаметр лупинга равен 130 мм.
Отметим, что в данном примере расчета принято: длина лупинга равна длине всего нагнетательного трубопровода и равна 250м.