Каковы значения свободного напора и требуемой мощности электродвигателя насоса для подачи воды на высоту 12

Тема занятия: Расчет свободного напора и требуемой мощности электродвигателя насоса

Пояснение: Чтобы рассчитать значения свободного напора и требуемой мощности электродвигателя насоса, необходимо учесть различные факторы, связанные с параметрами водопровода и его противодействием движению жидкости. Начнем с расчета суммарных потерь напора.

1. Расчет линейных потерь напора:
- Потери на трение вдоль трубы определяются по формуле Газена-Руссо:
ΔH_т = f * (L / D) * (V^2 / 2g)
где ΔH_т - потери напора на трение (м);
f - коэффициент гидравлического трения (безразмерная величина), скорость которого может быть взята из таблиц или расчетов;
L - длина трубы (м);
D - диаметр трубы (м);
V - скорость движения воды в трубе (м/с);
g - ускорение свободного падения (м/с^2).

- Потери на трение на поворотах определяются по формуле:
ΔH_п = K_п * (V^2 / 2g)
где ΔH_п - потери напора на повороте (м);
K_п - коэффициент сопротивления на повороте (безразмерная величина).

- Потери на трение на задвижке определяются по формуле:
ΔH_з = K_з * (V^2 / 2g)
где ΔH_з - потери напора на задвижке (м);
K_з - коэффициент местного сопротивления на задвижке (безразмерная величина).

2. Расчет свободного напора:
- Свободный напор - это высота, на которую вода поднимается сама по себе без помощи насоса. Он определяется уравнением Бернулли:
ΔH_св = ΔH_т + ΔH_п + ΔH_з
где ΔH_св - свободный напор (м);
ΔH_т - потери напора на трение (м);
ΔH_п - потери напора на поворотах (м);
ΔH_з - потери напора на задвижке (м).

3. Расчет требуемой мощности насоса:
- Требуемая мощность насоса определяется по формуле:
P = (Q * ΔH_св) / (η * 1000)
где P - требуемая мощность насоса (кВт);
Q - расход воды (м^3/с);
ΔH_св - свободный напор (м);
η - КПД насоса (безразмерная величина).

Демонстрация: Пусть расход воды составляет 0,02 м^3/с. Требуется рассчитать значения свободного напора и требуемой мощности электродвигателя насоса.

Совет: Для более точных результатов в расчетах гидравлических потерь и КПД насоса рекомендуется использовать таблицы коэффициентов и экспериментальных данных.

Задача для проверки: Каковы значения свободного напора и требуемой мощности электродвигателя насоса, если расход воды составляет 0,05 м^3/с, а коэффициент гидравлического трения равен 0,023?