Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
З а д а н и е 3. Расчет эрлифта
|
|
Действие эрлифта (воздушного подъемника) основано на том, что в двух сообщающихся сосудах положение уровней жидкости при разной плотности неодинаково, причем жидкость с меньшей плотностью имеет более высокий уровень, чем жидкость с большей плотностью.
Эрлифт (рис. 6) состоит из водоподъемных и воздухопроводных труб, смесителя и компрессора. Компрессор предназначен для подачи сжатого воздуха в скважину к смесителю, находящемуся в нижней части колонны воздухопроводных труб. Воздух, поступая из воздухопроводной трубы в смеситель, образует воздушно-водяную смесь, плотность которой зависит от количества поступающего воздуха. Чем больше высота подъема, тем меньше должна быть плотность смеси, т.е. с увеличением высоты подъема воды увеличивается расход воздуха.
Рис. 6. Расчетная схема эрлифта:
1 − обсадная труба; 2 − водоподъемная труба; 3 − воздухопроводная труба; 4 − смеситель; 5 − уровень излива.
Для работы эрлифта колонна воздухопроводных труб должна быть опущена в скважину ниже уровня воды на такую глубину, чтобы столб воздушно-водяной смеси был не только уравновешен, но чтобы ему было еще сообщено движение вверх. При низком положении статического уровня в скважине и недостаточной глубине погружения воздушно-водяная смесь не может преодолеть путь от смесителя до уровня излива.
С помощью эрлифта поднимают воду только до поверхности земли – сборного резервуара.
Преимущество эрлифта перед другими глубинными насосами заключается в том, что он не имеет рабочих частей в скважине, а поэтому надежен в действии. Эрлифт незаменим в тех случаях, когда при сравнительно небольшом диаметре скважины требуется получить значительное количество воды. В этом отношении эрлифт стоит на первом месте среди всех глубинных насосов. Он пригоден для откачки воды с песком. Недостатком эрлифта является низкий коэффициент полезного действия и необходимость высокого столба воды в скважине. Путем тщательного подбора диаметра труб и глубин их погружения удается повысить коэффициент полезного действия эрлифта до 0, 3.
Применяются три системы расположения труб эрлифта – параллельная (рядом) и две центральные (рис. 7). Когда позволяет диаметр скважины рекомендуется применять параллельную систему.
Рис. 7. Схема расположения труб эрлифта:
а – параллельная; б – центральная; в – центральная с боковым подводом воздуха.
Требуется выполнить.
Произвести расчет эрлифта. Исходные данные для расчета − «Бланк задания», табл. 3.
Выполнение задания ведут в приведенной ниже последовательности.
1. Определяют глубину погружения Н смесителя по зависимости
, м, (6)
где h − расстояние от динамического уровня до уровня излива, м;
К − коэффициент погружения.
Наименьший коэффициент погружения 1, 4 и наибольший 3, 0 применяются только для кратковременной работы эрлифта. Оптимальным коэффициентом погружения К для эксплуатационных установок считается 2, 0 – 2, 5; более точно он определяется опытным путем. Глубина погружения форсунки под динамический уровень от уровня излива подбирается таким образом, чтобы она была в 2, 0 – 2, 5 раза больше глубины динамического уровня от уровня излива. Это отношение определяет коэффициент погружения К.
2. Удельный расход воздуха (на 1 м3 поднятой воды) определяют по формуле
, м3, (7)
где с − опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения и определяемый по табл. 1 приложения 3.
3. Полный расход воздуха находят по формуле
, м3/с, (8)
где Q − расчетный расход воды, м3/ч.
4. Пусковое давление воздуха определяют по формуле
, кг/см2, (9)
где Нст − глубина статического уровня воды, м.
5. Рабочее давление воздуха определяют по формуле
, кг/см2. (10)
6. Расход эмульсии (вода + воздух) непосредственно выше смесителя находят из формулы
, м3/с. (11)
7. Расход эмульсии при изливе подсчитывают по формуле
, м3/с. (12)
8. Необходимое сечение водоподъемной трубы у форсунки определяют по формуле
, м2, (13)
где v1 − скорость движения эмульсии у форсунки, м/с, определяют по табл. 2 приложения 3.
9. Площадь сечения водоподъемной трубы у излива вычисляют по формуле
, м2, (14)
где v2 − скорость движения эмульсии на изливе, м/с, определяют по табл. 2 приложения 3.
10. Производительность компрессора принимают по формуле
, м3/ч. (15)
11. Диаметр водоподъемной трубы определяют:
при параллельном расположении труб
, м, (16)
при центральном расположении труб
, м, (17)
где d1 − диаметр воздухопроводных труб, принимают по табл. 3 приложения 3.
В случае центрального расположения воздухопроводной трубы при определении удельного расхода воздуха вводится поправочный коэффициент (приложение 3, табл. 4) и производится уточнение величин v0, W, q1, q2, w1, w2, Wк, d.
12. Рабочее давление компрессора находят по формуле
, кг/см2, (18)
где 
− сумма потерь давления в воздушной линии от компрессора до скважины в зависимости от протяженности линии (принимают в среднем 0, 5 кг/см2).
13. Мощность на валу компрессора
, кВт, (19)
где N0 − удельная мощность, определяют по табл. 5 приложения 3.
14. Коэффициент полезного действия установки подсчитывают по формуле
. (20)
Пример. Рассчитать эрлифт для следующих исходных данных: глубина статического уровня Нст=3 м; глубина динамического уровня Ндин=8 м; расстояние от динамического уровня до уровня излива h=9, 5 м; расчетный расход воды Q=100 м3/ч, схема расположения труб эрлифта − параллельная.
Решение. Глубина погружения Н смесителя
, м.
Удельный расход воздуха
, м3.
Полный расход воздуха
, м3/с.
Пусковое давление воздуха
, кг/см2.
Рабочее давление воздуха
, кг/см2.
Расход эмульсии (вода + воздух) непосредственно выше смесителя
, м3/с.
Расход эмульсии при изливе
, м3/с.
Необходимое сечение водоподъемной трубы у форсунки
, м2.
Площадь сечения водоподъемной трубы у излива
, м2.
Производительность компрессора
, м3/ч.
Диаметр водоподъемной трубы при параллельном расположении труб
, м.
Принимаем d = 0, 2 м.
Рабочее давление компрессора
, кг/см2.
Мощность на валу компрессора
, кВт.
Коэффициент полезного действия установки
.