Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Дослідження робочих характеристик ерліфта
|
|
1. Мета роботи
Вивчити будову та робочі характеристики ерліфта.
2. Завдання роботи
1. Визначити кількість повітря, необхідного для піднімання ерліфтом заданої витрати води.
2. Визначити продуктивність компресора з врахуванням можливих втрат повітря.
3. Визначити робочий тиск стиснутого повітря при дії ерліфта.
4. Визначити ККД ерліфтної установки.
3. Загальні відомості
Ерліфти досить широко застосовуються у системі водопостачання для підйому води з глибоких свердловин.
Ерліфт (рис.11.1) складається з двох колон труб, які опускаються в свердловину (колодязь). Колона труб 1 великого діаметру, по якій відбувається піднімання суміші води з повітрям, називається підйомною трубою, а колона труб 2, по якій із компресора 3 стиснуте повітря подається в підйомну трубу 1, називається повітряною трубою.
Для того, щоб стиснуте повітря рівномірно змішувалося з водою і поступало в підйомну трубу у вигляді повітряно-водяної емульсії в кінці повітряної труби встановлений наконечник (форсунка) 4 з отворами.
Глибина занурення ерліфта Н залежить від положення статичного рівня аа води в свердловині (колодязі). Колони труб 1 і 2 зазвичай є розбірними, щоби при необхідності можна було регулювати їх довжину. Труби в колонах з’єднують муфтами.
Принцип роботи ерліфта полягає в наступному. При опусканні ерліфта в свердловину (колодязь) і частковому зануренні його під рівень води в водопідйомній трубі 1, що має відкритий нижній кінець, встановлюється стовп води з поверхнею на рівні води в колодязі. Стиснуте повітря, яке подається із компресора 3 по повітряній трубі 2 в водопідйомну трубу 1, перемішуючись з водою утворює повітряно-водяну емульсію (з меншою питомою вагою) підвищує її рівень. Повітряні бульбашки, переміщаються вгору, сприяють транспортуванню води, яка піднімаючись по трубі 1 і зливатися в резервуар 5. При цьому статичний рівень води аа падає на глибину h1 і встановлюється динамічний рівень вв.
Гідравлічний розрахунок ерліфтної установки полягає в визначенні необхідної глибини занурення ерліфта (форсунки), кількості повітря, необхідної для піднімання заданої кількості води (продуктивності), необхідного тиску і потужності компресора, який живить ерліфтну установку. Необхідна глибина занурення форсунки Н встановлюється дослідним шляхом в залежності від ККД ерліфта η ерл ., який безпосередньо зв’язаний з коефіцієнтом занурення форсунки k = H/h (Н – глибина занурення форсунки відносно рівня витікання повітряно-водяної суміші; h = h0 + h1 – глибина занурення динамічного рівня води в свердловині відносно рівня витікання повітряно-водяної суміші) накладними співвідношеннями:
| k = H/h | 1, 5 | 2, 5 | ||
| η ерл | 0, 3 | 0, 5 | 0, 57 | 0, 59 |
Досліди показали, що найбільш ефективна робота ерліфта спостерігається при значенні коефіцієнта k в межах від 2 до 3.
Кількість повітря, необхідного для піднімання ерліфтом заданої кількості води Q, м3/год, може бути визначена за формулою:
; (11.1)
де V0 – питома витрата повітря, м3, необхідна для подачі 1 м3 води, яка визначається з формули:
. (11.2)
Продуктивність компресора з врахуванням можливих втрат повітря в повітропроводі повинна бути дещо більша величини V:
. (11.3)
Необхідний для пуску ерліфта тиск стиснутого повітря визначається за формулою:
; (11.4)
де h0 – глибина занурення статичного рівня води в свердловині відносно рівня виливання суміші, м.
Робочий тиск стиснутого повітря при дії ерліфта рівний:
; (11.5)
де hпот – сумарні втрати напору в повітропроводі від компресора до форсунки (для орієнтовних розрахунків можна приймати hпот = 5 м).
Потужність компресора в к.с. визначається з формули:
; (11.6)
де N0 – питома потужність компресора в к.с., яка витрачається на стиск 1 м3 повітря за 1 хв.
Потужність двигуна для компресора приймається на 10% більшого від потужності компресора:
; (11.7)
Для встановлення найкращого режиму роботи ерліфта необхідно порівняти декілька варіантів ерліфтних установок, які відрізняються різною глибиною занурення форсунки. Вирішальним показником для вибору варіанту, очевидно, є ККД ерліфтної установки:
; (11.8)
де γ – об’ємна вага води, 1000 кг/м3;
Q – витрата води в м3/сек;
h – глибина занурення динамічного рівня води в свердловині відносно рівня виливання повітряно-водяної суміші в м;
Nдв – потужність, яка підводиться до двигуна компресора, в к.с.
При збільшені висоти піднімання води відповідно збільшується, як кількість подаваного стиснутого повітря, так і глибина h2 занурення ерліфта під рівень води в колодязі. При цьому ККД ерліфта значно знижується.
Дані для підбору величин основних параметрів ерліфта приведені в таблиці 11.1.
Таблиця 11.1
основні параметри ерліфта
| Висота підйому води, м | Занурення ерліфта h/H, % | Кількість стиснутого повітря на 1 л води, л | Подача води на 1 см2 площі поперечного перетину труби, л |
| 65 – 70 55 – 65 50 – 55 45 – 50 40 – 45 | 2 – 1, 8 3, 6 – 2, 9 5, 85 – 5, 35 8, 6 – 7, 9 10, 5 – 10, 2 | 15 – 17, 5 13, 2 – 15 10, 3 – 12 10, 3 6 – 9 |
Розміри діаметрів водопідйомної і повітряної труб підбирають по величині продуктивності ерліфта.
Потрібно сказати, що, хоча ерліфти характеризуються простотою конструкції, не мають рухомих частин, легкістю виконання і можливістю безперебійної роботи тривалий час без складного догляду, вони мають суттєві недоліки – низький ККД, а крім того, вимагають великого заглиблення свердловини (на 3 – 5 м нижче форсунки).
В ерліфтних установках в основному застосовуються поршневі компресори: одноступінчасті з тиском до 0, 6 МПа і двохступінчасті з тиском до 0, 8 МПа.
7. Питання для самопідготовки і контролю
1. Опишіть принцип дії ерліфтної установки.
2. Приведіть основні характеристики сучасних ерліфтів.
3. Опишіть будову і сфери застосування ерліфта.
4. На яку висоту можуть підняти воду сучасні ерліфти.
5. Як визначити ККД ерліфтної установки.
6. Як визначити робочий тиск стиснутого повітря при дії ерліфта.
7. Як визначити продуктивність компресора.
8. Як визначити робочий тиск стиснутого повітря при дії ерліфта.
9. Як визначити потужність двигуна для компресора.
8. Загальні висновки з роботи
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________