Определение показаний приборов №1 и №2

Прибором №1 является вакуумметр, так как насос расположен выше уровня воды в водоисточнике.

Рис. 9 Схема для определения показаний прибора № 1.

- h_в + P₀/rg + V_ну²/2g = y_в + P_в/rg + V_в²/2g + h_å ^в.

Показание прибора:

h_вак¹ = (P₀ - P)/rg = h_в + y_в + h_å ^в + (V_в² - V_ну² )/2g =

= 4, 5 + 0, 23 + 0, 36 + (1, 49² - 0, 5² )/2*9, 81 = 5, 19м,

где: h_в = 4, 5 м;

y_в = 0, 25*d_в = 0, 25*0, 9 = 0, 23м;

V_в = 4*Q / p*d_в² = 4*0, 95/3, 14*0, 6² = 3, 36 м/с.

Прибором №2 является вакуумметр, так как насос расположен выше уровня воды в водоприёмнике.

Расчётная схема для составления уравнения Бернулли приведена на рис. 10.

y_н+P_н/r*g+ V_н²/2*g = - h_н+P₀/r*g+ V_ву²/2*g+h_å ^н

Показание прибора:

h_вак² = (P₀ - P_н)/r*g = h_н - y_н - h_å ^н + (V_н² - V_ву² )/2*g =

= 0, 3 + 0, 5 - 0, 599 + (3, 36² - 0, 7² )/2*9, 81 = 0, 75м.

где: h_н = H_г - h_в = 4 - 4, 5= -0, 5 м

Знак минус уже учтен нами при составлении уравнения Бернулли, поэтому в выражение для показания прибора подставляем просто значение h_н = 0, 5м.

y_н = 0.5*d_н = 0, 5*0, 6 = 0.3 м

V_н = 4*Q / p*d_н² = 4*0, 95/3, 14*0.6² = 3, 36 м/с.

Несмотря на то, что насос расположен выше уровня воды в водоприёмнике, показание вакуумметра получилось отрицательным. Это означает, что измеряемое прибором №2 давление выше атмосферного. В этом случае подводящая трубка прибора заполнена водой, поэтому точку измерения давления необходимо принять на оси трёхходового крана – точка Н на рис. 10. Учитывая это обстоятельство, вакуумметр необходимо заменить на мановакуумметр. Мановакуумметр - это прибор, который может измерять давление выше и ниже атмосферного.

Тогда выражение для показания прибора №2 примет следующий вид:

h_ман² = (P”_н - P₀ )/r*g= - y_н + h_н - h_å ^н + (V_ву² - V_н²)/2*g =

= -0, 6 – 05 + 0, 599 + (0, 7² - 3, 36²)/(2*9, 81) = -1, 05 м

где: y_н = 0, 5*d_н + 0, 3 = 0, 5*0, 6 + 0, 3 = 0, 6м.

Следует отметить, что при расходах меньше заданного давление в напорном патрубке насоса может быть равно атмосферному и даже ниже его.

3. Определение напора насоса по показаниям приборов

H = h_вак¹ + hм_ан² + Z + (V_н² - V_в²)/2g = (11)

= 5, 19 – 1, 05 + 0, 37 + (3, 36² - 1, 49² )/2*9, 81 = 4, 97 м

Z = y_н – y_в = 0, 6 - 0, 23 = 0, 37м.

Вывод:

Напор насоса, полученный по формуле (10), равен напору насоса, полученному по формуле (11).

4. Определение стоимости электроэнергии, затраченной на подъём воды

4.1. Мощность насосной установки

N = (9.81*Q*H)/ h_ну = (9, 81*0, 95*6, 13)/0, 75 = 76, 17 квт,

где: h_ну = h_н*h_дв*h_пер*h_с = 0, 82*0, 92*1, 0*0, 99 = 0, 75.

4.2. Электроэнергия, затраченная на подъём воды

Э = N*t = 76, 17*2100 = 159959, 89 квт,

где: t=21*100=2100 ч.

4.3. Стоимость электроэнергии

А = Э*а = 159959, 89*0, 63 = 100774, 74 руб.