Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Контрольная работа 1. Произвести гидравлический расчет насосной установки для перекачки нефти с расходом Q, если известно
Задача №3 (Вариант 8) Произвести гидравлический расчет насосной установки для перекачки нефти с расходом Q, если известно, что всасывающий трубопровод насоса, присоединенный к заборному резервуару на глубину а от свободной поверхности, имеет длину l вс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Нагнетательный трубопровод длиной l нг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки. Максимальная высота взлива нефти в напорном резервуаре равна h н, а избыточное давление над её поверхностью p 1 = 196, 2 Па. поверхность земли в пункте установки напорного резервуара возвышается над поверхностью земли, где установлен заборный резервуар, на H г. Перекачиваемая жидкость имеет вязкость ν и плотность ρ при температуре 10о С. Полагая, что насосная станция работает круглосуточно, необходимо определить диаметр всасывающего и напорного трубопроводов - d вс и d нг, высоту расположения насосов относительно уровня нефти в заборном резервуаре, считая, что абсолютное давление над её поверхностью (р 2) равно 40 кПа, полный напор насоса, тип и марку насоса для подачи заданного количества жидкости, мощность и тип электродвигателя. Исходные данные для расчета приведены в таблице 4. Таблица 4
Рис. 3. Схема насосной установки.
Решение: Для перекачки жидкости данной вязкости с данным расходом должен применяться центробежный насос (см. Приложение 3). Определим диаметры всасывающего и напорного трубопроводов. Из указаний к выполнению задачи: м/с и м/с. Тогда . м и м. По ГОСТ 8732 - 78 выбираем для всасывающего трубопровода трубы 426х9 с внутренним диаметром d вс = 0, 408 м и для напорного трубопровода 325х9 с внутренним диаметром d нг = 0, 307 м. Уточним скорости движения нефти в трубопроводах . = 1, 26 м/с; = 2, 23 м/с. Определим режимы течения жидкости в трубопроводах, Для этого вычислим числа Рейнольдса в трубопроводах . =30542. = 22981. Так как > 2320 и > 2320, то режим течения в обоих трубопроводах турбулентный (2320 - критическое число Рейнольдса). Коэффициент гидравлического трения определим по формуле Блазиуса: . = 0, 0239; = 0, 0257. Определим потери напора в трубопроводах. Всасывающий трубопровод насоса имеет длину l вс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Значит , где и - коэффициенты местного сопротивления плавных поворотов и обратного клапана с сеткой соответственно (из Приложения 2). = 0, 542 м. Нагнетательный трубопровод длиной l нг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки. , где - коэффициент местного сопротивления задвижки (из Приложения 2). = 44, 768 м. Составим уравнение Бернулли для всасывающего трубопровода , где - абсолютное давление на входе насоса. За нулевую отметку взят уровень поверхности земли, где установлен заборный резервуар. Пусть = 1, 0 м. Тогда . Откуда = 43311 Па (абсолютное давление на входе в насос). Составим уравнение Бернулли для напорного трубопровода , где - абсолютное давление на выходе из насоса; - атмосферное давление, = 100 кПа. За нулевую отметку взят уровень поверхности земли, где установлен заборный резервуар. . Откуда = 1371252 Па (абсолютное давление на выходе из насоса). Напор, создаваемый насосом = 151, 25 м. Полезная мощность насоса = 77465 Вт. Так как характеристики насосов приводятся для работы на воде, то их необходимо пересчитать для работы на вязкой жидкости. = 15832. По номограмме Ляпкова(Уч.: Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры, стр.44) Выбираем 2 насоса ЦНС 105-196 включенных параллельно (Из таблицы 4 Приложения 4), у которого К н =0, 74 (КПД насоса 74 %) и высота всасывания h кр = 5, 5 м. Приводная мощность установки (2 насоса) = 149546 Вт. Для привода насосов выбираем 2 электродвигателя AB 250M2 (Электродвигатели взрывозащищенные серии АВ: двигатели трехфазные с короткозамкнутым ротором предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока частотой 50 Гц номинального напряжения 660/380 В для внутренних и наружных установок взрывоопасных видов производств химической, газовой, нефтеперерабатывающей и других видов промышленности) с частотой вращения 3000 об/мин и мощностью 90 кВт (∑ N 160кВт).
Проверим условие всасывания насоса. Воспользуемся условием безкавитационной работы центробежного насоса: , где - абсолютное давление над уровнем жидкости в резервуаре, =40 кПа; - критическое давление при котором происходит кавитация в насосе (срыв режима всасывания); - давление паров жидкости (из Приложения 1 при 10 град = 5750 Па); А - коэффициент противокавитационного запаса. = 48290 Па. , где а - коэффициент, зависящий от h кр, а = 1, 2; К ф.к. - коэффициент формы колеса (рабочего), К ф.к. = 1, 1; К ж - коэффициент природы жидкости, К ж = 0, 89. Тогда . Или - условие безкавитационной работы центробежного насоса не выполняется. Определим z, при котором условие безкавитационной работы центробежного насоса будет выполняться. . Откуда м (Это означает что для подавления кавитации требуется подпор, что практически возможно, насос необходимо будет установить ниже уровня жидкости опорожняемой ёмкости на 3, 1 м).
|