Расчет и регулирование режимов работы центробежного насоса

Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт. Возможные варианты регулирования подачи.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.04.2014
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса

1.1 Гидравлический расчет трубопроводов

1.2 Определение потребного напора насоса

1.3 Побор насоса

1.4 Построение кривой потребного напора трубопровода

2. Проверка всасывающей способности

3. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации

3.1 Магистральный насос

3.2 Подпорный насос

4. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт

4.1 Пересчет характеристики НМ 2500-230

4.2 Пересчет характеристики НПВ 2500-80

5. Расчет совмещенной характеристики трубопровода и группы насосов

6. Возможные варианты регулирования подачи, расчет, графические построения

6.1 Регулирование дросселированием

6.2 Регулирование байпасированием

6.3 Регулирование изменением частоты вращения вала

6.4 Регулирование обточкой рабочего колеса

7. Регулирование режима работы для изменения проектной подачи на 10%

Заключение

Список использованных источников

1. Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Расчетная схема перекачки

Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2, 3-3 и 4-4.

Для сечений 1-1 и 2-2:

Для сечений 3-3 и 4-4:

Напор насоса - превращение удельной энергии жидкости при ее движении от входного к выходному патрубку:

1.1 Гидравлический расчет всасывающей линии

Потери во всасывающей линии:

Для определения диаметра всасывающей линии зададимся скоростью перекачки. Исходя из среднего значения движения жидкости в трубопроводе v = 2ч3 м/с, принимаем vвс=2м/с.

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=v·S=const

По ГОСТ принимаем:

dнар = 630 мм, д = 9 мм >

Уточняем скорость во всасывающей линии:

Определим число Рейнольдса:

Определим граничные значения числа Рейнольдса

ReI = 10d/ kэ < Re > 500d/kэ, где kэ-эквивалентная абсолютная шероховатость, для стальных сварных труб с незначительной коррозией после очистки,

kэ=0,15· м

Так как Re< , следует, что режим течения турбулентный, зона гладкого трения, где коэффициент гидравлического сопротивления л вычисляем по формуле

Находим потери по длине во всасывающем и нагнетательном трубопроводах:

центробежный насос трубопровод

Находим местные потери:

Определяем суммарные потери во всасывающей линии:

1.2 Гидравлический расчет нагнетательной линии

Потери на нагнетательной линии:

Принимаем скорость движения в нагнетательной линии vн=1,5 м/с

Оценим диаметр из уравнения неразрывности:

Q=v·S=const

По ГОСТ принимаем:

Dнаг = 530 мм, д = 9 мм >

Уточняем скорость во всасывающей линии:

Определим число Рейнольдса:

Определим граничные значения числа Рейнольдса

Так как Re< , следует, что режим течения турбулентный, зона гладкого трения, где коэффициент гидравлического сопротивления л вычисляем по формуле

Определяем суммарные потери:

Потребный напор насоса

1.3 Подбор насоса

По полученному потребному напору и заданной подаче (Q=1700 м3/ч; Нпотр=140,8 м) выбираем один магистральный насоса серии НМ 2500 - 230 и один подпорный насос серии НПВ 2500-80 с наружным диаметром рабочего колеса D2= 477 мм (рис.4).

1.4 Построение характеристики трубопровода

Задаваясь различными значениями расхода, рассчитаем соответствующие этим подачам значения потребного напора. Результаты вычислений представим в таблице 1. Характеристика трубопровода представлена на рисунке 1.

Таблица 1 - Напорная характеристика трубопровода

Q , м3/ч

Vнаг, м/с

Vвс, м/с

Reнаг

Reвс

лнаг

лвс

hн, м

hвс, м

H, м

0

0

0

0

0

0

0

0

39,7314

100

0,0718

0,0550

1738,1719

1521,4423

0,0368

0,0421

0,5342

0,0008

40,2665

200

0,1436

0,1100

3476,3439

3042,8845

0,0412

0,0426

2,3915

0,0034

42,1263

300

0,2154

0,1650

5214,5158

4564,3268

0,0372

0,0385

4,8622

0,0075

44,6011

400

0,2872

0,2201

6952,6877

6085,7691

0,0346

0,0358

8,0440

0,0133

47,7887

500

0,3590

0,2751

8690,8597

7607,2113

0,0328

0,0339

11,8868

0,0206

51,6388

600

0,4308

0,3301

10429,0316

9128,6536

0,0313

0,0324

16,3543

0,0295

56,1152

700

0,5026

0,3851

12167,2035

10650,0958

0,0301

0,0311

21,4185

0,0399

61,1899

800

0,5744

0,4401

13905,3754

12171,5381

0,0291

0,0301

27,0568

0,0519

66,8401

900

0,6462

0,4951

15643,5474

13692,9804

0,0283

0,0292

33,2501

0,0655

73,0470

1000

0,7180

0,5501

17381,7193

15214,4226

0,0276

0,0285

39,9823

0,0807

79,7944

1100

0,7899

0,6052

19119,8912

16735,8649

0,0269

0,0278

47,2395

0,0973

87,0683

1200

0,8617

0,6602

20858,0632

18257,3072

0,0263

0,0272

55,0092

0,1156

94,8562

1300

0,9335

0,7152

22596,2351

19778,7494

0,0258

0,0267

63,2804

0,1354

103,147

1400

1,0053

0,7702

24334,4070

21300,1917

0,0253

0,0262

72,0431

0,1567

111,931

1500

1,0771

0,8252

26072,5790

22821,6340

0,0249

0,0257

81,2883

0,1796

121,199

1600

1,1489

0,8802

27810,7509

24343,0762

0,0245

0,0253

91,0077

0,2040

130,943

1700

1,2207

0,9353

29548,9228

25864,5185

0,0241

0,0249

101,193

0,2299

141,155

На основе полученных данных строим кривую потребного напора трубопровода

Рисунок 1 - Характеристика трубопровода

2. Проверка всасывающей способности

Высота всасывания насоса ограничивается возможностью возникновения кавитации. Кавитация начинается, когда давление на входе в рабочее колесо насоса становится меньше давления насыщенных паров жидкости при данной температуре.

Для бескавитационной (нормальной) работы центробежного насоса необходимо, чтобы располагаемый кавитационный запас ?h был всегда больше, чем допустимый ?hдоп (?h > ?hдоп ).

Располагаемый кавитационный запас можно определить, составив уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2

Кавитационный запас

Дhдоп=32 м

Так как Дhдоп > Дh, то требуется подобрать два подпорных насоса

НПВ 2500-80.

Так как Дhдоп < Дh значит всасывание насосом и бескавитационная работа обеспечены.

3. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации

3.1 Магистральный насос

Насосы типа НМ - центробежные горизонтальные с двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу и двухзавитковым спиральным отводам жидкости от рабочего колеса.

Входной и напорный патрубки насоса, направленные в противоположные стороны от оси насоса, расположены в нижней части корпуса, что обеспечивает удобный доступ к ротору и внутренним деталям насоса без отсоединения патрубков от технологических трубопроводов.

Присоединение входного и напорного патрубков к технологическим трубопроводам - сваркой.

Горизонтальный разъем корпуса насоса между нижней 1 и верхней 3 его частями уплотнен прокладкой.

Корпуса засосов рассчитаны на предельное рабочее давление 7,4 МПа. (75 кгс/см2).

Двусторонний подвод жидкости к рабочему колесу 6 с уплотняющими кольцами 7 и двухзавитковый спиральный отвод жидкости от рабочего колеса обеспечивают уравновешивание гидравлических осевых и радиальных сил, возникающих в насосе и действующих на его ротор.

Ротор насоса состоит из вала 2, рабочего колеса 6, втулок 4, 5 и гаек. Опорами ротора являются подшипники скольжения 8 с принудительной смазкой (под давлением).

Для восприятия остаточных неуравновешенных осевых сил служит радиально-упорный сдвоенный шарикоподшипник 9 с принудительной смазкой.

Концевые уплотнения 10 ротора - механические, торцового типа, рассчитанные на рабочее давление 4,9 МПа (50 кгс/см2).

Для передачи вращения от ротора электродвигателя к насосу применяются зубчатые муфты с проставкой между внешними обоймами. При снятии проставки обеспечивается демонтаж деталей зубчатой муфты и торцовых уплотнений без снятия крышки корпуса и электродвигателя.

Направление вращения ротора насоса - правое, если смотреть со стороны муфты.

Конструкция спиральных насосов рассчитана на работу по последовательной схеме перекачивания трех насосов. При этом давление в напорном патрубке последнего работающего насоса не должно превышать 7,4 МПа (75 кгс/см2).

Чтобы повысить экономичность работы насосов, в период поэтапного освоения трубопроводов предусматривается в насосах НМ 2500-230, НМ 3600-230, НМ 5000-210, НМ 7000-210 и НМ 10000-210 применять сменные роторы с рабочими колесами на подачу 0,5 и 0,7 от номинальной. Насос НМ 1250-260 комплектуют одним сменным ротором на подачу 0,7 от номинальной. Для расширения области применения насоса НМ 10000-210 до подачи 12500 м3/ч в нем предусмотрено применение сменного ротора на подачу 1,25 от номинальной.

Насосы комплектуют электродвигателями взрывозащищенного исполнения серии СТДП (синхронный продуваемый с замкнутым циклом вентиляции). Допускается также комплектование электродвигателями следующих серий: 2АЗМП (асинхронный продуваемый с замкнутым циклом вентиляции); 2АРМП (асинхронный продуваемый с разомкнутым циклом вентиляции); 2АЗМВ1 (асинхронный во взрывонепроницаемой оболочке).

По согласованию с заказчиком насосы могут быть поставлены с синхронными электродвигателями серии СТД обычного общепромышленного назначения (без продувки). При этом электродвигатель должен быть установлен в отдельном от насосного зала помещении через разделительную стенку. Взрывоопасное насосное помещение изолируется от помещения с электрооборудованием с помощью воздушной завесы, образующейся при подаче в зазор стенного уплотнения воздуха под давлением.

Смазка подшипников электродвигателей - принудительная, от маслоустановки насосных агрегатов.

Маслоустановка насосных агрегатов - групповая (на четыре насосных агрегата).

Материал основных деталей: корпуса - сталь 25Л-II или 20Л-II (ГОСТ 977-75); вала - сталь 40Х (ГОСТ 4543-71); рабочего колеса - сталь 25Л-I (ГОСТ 977-75).

Рисунок 3 - Разрез горизонтального центробежного насоса с двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу

Характеристикой ЦБН называется зависимость напора, мощности и к.п.д. от подачи, при постоянном числе оборотов вала насоса.

Рисунок 4 - Характеристика насоса НМ 2500-230

Насос типа НМ марки НМ 2500-230 с диаметром рабочего колеса 430 мм и частотой n=3000 мин-1.

Горизонтальный электронасосный агрегат с центробежным одноступенчатым насосом с рабочим колесом двустороннего входа предназначен для перекачивания нефти и нефтепродуктов с температурой от -5 до +80°С, с содержанием мех. примесей не более 0,05% по объему, размером частиц не более 0,2 мм. Насосы типа НМ - нефтяные магистральные насосы с горизонтальным разъемом корпуса и двухзавитковым спиральным отводом. Материал проточной части: раб.колесо сталь 25Л-I; крышка, корпус - сталь 20Л-II, уплотнение вала - торцовое. Насос работает с подпором. Давление на входе до 8 кгс/кв.см.1

3.2 Подпорный насос

Подпорные вертикальные насосы типа НПВ - центробежные вертикальные одноступенчатые.

Насос, состоящий из стакана 1 (емкость для приема жидкости) и выемной части насоса, устанавливают в бетонированный приямок и опорным фланцем стакана прикрепляют болтами к основанию фундамента.

Входной патрубок насоса расположен на стакане, напорный патрубок - в напорной крышке 8, патрубки направлены в противоположные стороны. Присоединение патрубков к трубопроводам: входного - сваркой; напорного - фланцевое.

Стакан - сварной конструкции. Под опорным фланцем стакана имеется трубка для опорожнения его перед демонтажом насоса. Выемная часть насоса состоит из спирального корпуса 2, переводного канала 3, напорных секций 4 и 7, напорной крышки 8, подводов 14 и 18, фонаря 11 и ротора, включающего в себя вал 13, рабочее колесо 16 и предвключенные колеса 15 и 17.

Рабочее колесо двустороннего входа и корпус с двухзавитковым спиральным отводом обеспечивают взаимоуравновешивание гидравлических, осевых и радиальных сил, действующих со стороны потока на рабочее колесо.

Направляющими подшипниками вращения ротора служат подшипники скольжения 6 и 19, установленные в крестовинах 5 и 20. Смазка подшипников - перекачиваемой нефтью. Сдвоенные радиально-упорные шарикоподшипники 10, удерживающие ротор от перемещения в осевом направлении, воспринимают его массу и остаточные гидравлические осевые силы. Смазка опорно-упорных шарикоподшипников - консистентная.

Концевые уплотнения 12 ротора - механические, торцового типа. Роторы насоса и электродвигателя соединены втулочно-пальцевой муфтой 9 с проставкой. При снятии проставки возможен демонтаж деталей опорно-упорного подшипника и торцового уплотнения без снятия электродвигателя.

Насосы укомплектованы электродвигателем взрывозащищенного исполнения серии ВАОВ (вертикальный асинхронный обдуваемый). Опорами ротора электродвигателя являются подшипники качения с консистентной смазкой.

Материал основных деталей: спирального корпуса, переводного канала и подвода - чугун СЧ-20 (ГОСТ 1412-79); напорной крышки - сталь 25Л- III (ГОСТ 977-75); рабочего колеса - сталь 25Л-II (ГОСТ 977-75); предвключенного колеса - сталь 20Х13Л-II (ГОСТ 2176-77); фонаря - сталь 09Г2С-7 (ГОСТ 19282-73); вала - сталь 30X13 (ГОСТ 5632-72).

Допускаемый кавитационный запас ? получают на основе снятия кавитационных характеристик и приводят в паспортах или каталогах. Пределы изменения ? для основных насосов от 18 до 80 м, для подпорных насосов от 2 до 6 м. Такой малый кавитационный запас насосов позволяет им осуществлять нормальное всасывание из резервуарных парков НПС. На входе эти насосы дают давления, больше допускаемого давления основных насосов. Обороты подпорных насосов 1000 или 1500 об/мин.

НПВ 2500-80 - насос магистральный подпорный вертикальный на оптимальную подачу 2500 м3/ч и напор Но=80 м.

Насосы НПВ изготовляют на подачи от 150 до 5000 м3/ч и напором от 60 до 120 м. Эти насосы допускают как последовательную, так и параллельную схему (чаще параллельно). Кавитационный запас насосов НПВ в пределах 2…5 м.

Рисунок 5- Подпорный вертикальный насос типа НПВ

1 - стакан; 2 - спиральный корпус; 3 - нагнетательные патрубки; 4, 7 - напорные патрубки; 5, 20 - крестовины; 6,19 - подшипники скольжения; 8 - напорная крышка; 9 - втулка; 10 - радиально - упорный подшипник; 11 - электродвигатель; 12 - торцевое уплотнение; 13 - вал; 14, 18 - подводы; 15, 17 - предвключенные колеса; 16 - рабочее колесо.

Рисунок 6 - Характеристика подпорного насоса НПВ 2500-80

4. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт

4.1 Пересчет характеристики НМ 2500-230

Таблица 2 Характеристики насоса НМ 2500-230 при работе на воде

Q

H

з

N

300

250

0,28

820

500

248

0,4

850

700

246

0,51

900

900

244

0,61

1000

1100

240

0,7

1050

1300

238

0,77

1100

1500

235

0,81

1200

1700

230

0,82

1250

Определяем коэффициент быстроходности насоса

где i=2 - число входов в рабочее колесо, j=1 - число ступеней насоса.

Определим переходное число Рейнольдса

Определяем число Рейнольдса

Так как Reн > Reпер, то присутствует автомодельный режим и пересчет Q и H не требуется

Выбираем коэффициенты, которые учитывают гидравлические и дисковые потери б и А - б = 0,09; А = 800

Пересчет КПД:

Пересчет мощности:

Таблица 3 Характеристики насоса НМ 2500-230 при работе на перекачиваемом продукте

Q

H

з

N

300

250

0,28284

680,255

500

248

0,40407

705,132

700

246

0,51519

746,600

900

244

0,61622

829,546

1100

240

0,70714

871,013

1300

238

0,77786

912,482

1500

235

0,81828

995,430

1700

230

0,82838

1036,905

4.2 Пересчет характеристик НПВ 2500-80

Таблица 4- Характеристики насоса НПВ 2500-80 при работе на воде

Q

H

з

N

300

80

0,22

300

500

80

0,35

320

700

78

0,48

350

900

78

0,52

380

1100

77

0,65

400

1300

75

0,7

430

1500

72

0,75

450

1700

68

0,78

500

Определяем коэффициент быстроходности насоса

Определим переходное число Рейнольдса

Определяем число Рейнольдса

Так как Reн > Reпер, то присутствует автомодельный режим и пересчет Q и H не требуется.

Выбираем коэффициенты, которые учитывают гидравлические и дисковые потери б и А.

б = 0,04; А = 900

Пересчет КПД:

Значение КПД для остальных значений подач приведены в таблице 4.4.

Пересчет мощности:

Таблица 5 - Характеристики НПВ 2500-80 на перекачиваемом продукте

Q

H

з

N

300

80

0,22389

247,033

500

80

0,35617

263,511

700

78

0,48845

288,226

900

78

0,52915

312,935

1100

77

0,66141

329,418

1300

75

0,71228

354,129

1500

72

0,76314

370,606

1700

68

0,79366

411,787

5. Совмещенная характеристика трубопровода и группы насосов

Устанавливаем последовательно основной насос типа НМ 2500-230 и подпорный насос НПВ 2500-80.

Таблица 6 - Характеристика трубопровода

Q, м3/ч

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

H, м

4,6

47,79

51,64

56,12

61,19

66,84

73,05

79,79

Таблица 7 - Характеристика насосов

НМ 2500-230

НПВ 2500-80

Совмещенная характеристика

(НМ+НПВ)

Q, м3/ч

Н, м

Q, м3/ч

Н, м

Q, м3/ч

Н, м

0

253

0

81

0

330

300

250

300

80

300

330

500

248

500

80

500

328

700

246

700

78

700

324

900

244

900

78

900

322

1100

240

1100

77

1100

317

1300

238

1300

75

1300

313

1500

235

1500

72

1500

307

1700

230

1700

68

1700

298

НПВ 2500-80 НМ 2500-230

Рисунок 7- Схема подключения насосов

6. Возможные варианты регулирования подачи, расчет, графические построения

Так как режимная точка Р не совпадает с точкой пересечения характеристик насоса и трубопровода, точкой А, то работу насоса регулируют. Методы регулирования могут быть различными: воздействие на коммуникацию (дросселирование и байпасирование), воздействие на привод (изменение частоты вращения вала насоса), воздействие на насос (изменение размеров рабочих колес: сменные роторы, обточка колес) и др.

6.1 Регулирование дросселированием

Регулирование дросселированием заключается введением дополнительного сопротивления в нагнетательный трубопровод (задвижка, вентиль), которое увеличивает крутизну характеристики трубопровода, что сдвигает рабочую точку из положения А в В (рисунок 9). При этом подача насоса снижается, оставаясь одинаковой с расходом жидкости в трубопроводе. При обеспечении подачи QА = QВ рабочей точкой насоса будет точка В. Очевидно, что ?H будет представлять потери напора в дросселирующей задвижке.

?hдр = ?H = HВ - НА = 298-250 = 48м

Соответственно уменьшается к.п.д. самого насоса и к.п.д. регулирования здр в целом насосной установки:

Оценка эффективности

зн=79% при Q=1700 м3/ч

Так как к.п.д. насоса снижается на 16,1 %, более чем на 2 %, то в данном случае дросселирование не может применяться. Дросселирование является широко распространенным методом регулирования в виду его простоты, но экономически не эффективным. Оно также может вызвать явление кавитации, поэтому его применяют в исключительных случаях.

6.2 Регулирование байпасированием

Регулирование перепуском осуществляется подачей части перекачиваемой жидкости из напорного трубопровода во всасывающий по обводненному трубопроводу (байпасу), на котором установлена задвижка.

При изменении степени открытия задвижки меняется характеристика гидравлической системы. Задвижка открывается таким образом, чтобы напор насоса стал равным потребному напору (точка Р, рисунок 10). При этом напор насоса Н равен суммарному гидравлическому сопротивлению системы (байпаса и трубопровода): Нс = Нр, а подача насоса равна расходу жидкости через байпас и трубопровод: Qс = Qт+Qб.

Оценка эффективности

зн=79% при Q=1700 м3/ч

КПД этого способа регулирования

Этот способ регулирования также, как и дросселирование, не может применяться, так как к.п.д. насоса снижается на 49,4 %, более чем на 2 %. В данном случае байпасирование является не эффективным, так как приводит к снижению к.п.д. насоса из-за затрат энергии на перекачку нефти по байпасу. Применяется как кратковременная мера, например, при пуске насосного агрегата, при переключениях т.п.

6.3 Регулирование изменением частоты вращения вала

Изменение частоты вращения вала - прогрессивный и экономичный метод регулирования, позволяющий полностью исключить обточку рабочих колес.

Для определения числа оборотов вала насоса, обеспечивающего подачу Q1 = Qр( рисунок 11), используют формулы подобия:

где n1 и n2 - число оборотов до и после изменения числа оборотов.

Точки 1 и 2 соответствуют подобным режимам и лежат на пораболе подобных режимов, которая строится по уравнению

Постоянная параболы подобия (а) определяется из условия

Построим параболу подобия. Результаты построения сведем в таблицу

Таблица 8 - Парабола подобия

Q, м3/ч

0

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

2000

2400

Н, м

0

2,3

6,5

12,7

21

31,4

43,9

58,4

75

103,8

149,5

Определим необходимое число оборотов

Для построения новой характеристики насоса построим ещё несколько аналогичных парабол подобия для разных расходов. Затем из частных формул подобия рассчитаем соответствующие подобные подачи:

Таблица 9 - Характеристика магистрального насоса после изменения частоты вращения вала

Qмн, м3/ч

Нмн, м

Q'мн, м3/ч

Н'мн, м

Hнас= Нмн'+Hподп, м

0

253

0,00

108,16

180,08

300

250

196,15

106,88

180,08

500

248

326,92

106,02

179,22

700

246

457,69

105,17

177,51

900

244

588,46

104,31

176,66

1100

240

719,23

102,60

174,52

1300

238

850,00

101,75

172,81

1500

235

980,77

100,47

170,25

1700

230

1111,54

98,33

166,40

1900

220

1242,31

94,05

163,41

2100

216

1373,08

92,34

158,70

2300

204

1503,85

87,21

156,57

Параметры точки 1 соответствуют параметрам режимной точки Q1=Qр, Н1=Нр. Получают точку 2 - пересечением параболы подобных режимов, проходящих через точку 1, с характеристикой насоса.

Данный метод регулирования является самым эффективным, так как при изменении числа оборотов вала насоса снижается и мощность насоса, КПД насоса при этом меняется незначительно.

6.4 Регулирование обточкой рабочего колеса

Обточка рабочих колес по наружному диаметру широко применяется в трубопроводном транспорте нефти. Этот способ может быть эффективно использован при установившемся на длительное время режиме перекачки. Следует отметить, что уменьшение диаметра рабочего колеса сверх допустимых пределов приводит к нарушению нормальной гидродинамики потока в рабочих органах насоса и значительному снижению к.п.д.

;

где D2 и D'2 - наружный диаметр рабочего колеса до и после обточки, соответственно.

Точка 1(рисунок 12) соответствует режимной точке Р. Точка 2 находится как пересечение напорной характеристики насоса с параболой обточки:

Коэффициент параболы обточки (с) определяется из условия

Построим параболу обточки. Результаты построения сведем в таблицу.

Таблица 10 - Парабола обточки

Q, м3/ч

0

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

2000

2400

Н, м

0

2,3

6,5

12,7

21

31,4

43,9

58,4

75

103,8

149,5

Внешний диаметр рабочего колеса после обточки

Для построения новой характеристики насоса построим ещё несколько аналогичных парабол обточки для разных расходов. Далее из частных формул подобия найдем соответствующие подобные подачи:

Таблица 11 - Характеристика насосов после обточки рабочего колеса

Qмн, м3/ч

Нмн, м

Q'мн, м3/ч

Н'мн, м

Hнас= Нмн'+Hподп, м

0

253

0,00

108,16

180,08

300

250

196,15

106,88

180,08

500

248

326,92

106,02

179,22

700

246

457,69

105,17

177,51

900

244

588,46

104,31

176,66

1100

240

719,23

102,60

174,52

1300

238

850,00

101,75

172,81

1500

235

980,77

100,47

170,25

1700

230

1111,54

98,33

166,40

1900

220

1242,31

94,05

163,41

2100

216

1373,08

92,34

158,70

2300

204

1503,85

87,21

156,57

Степень обточки

Процент обточки

При 100<ns<200 допускается обточка рабочих колес до 15%. В нашем случае ns=118 и ?=34,6% - условие не выполняется, следовательно, регулирование подачи путем обточки рабочего колеса неприемлемо и нецелесообразно.

7. Регулирование режима работы для изменения проектной подачи на 10%

Произведем регулирование режима работы для изменения проектной подачи на 10% изменением частоты вращения вала.

Для определения числа оборотов вала насоса, обеспечивающего подачу Q1 = Qр (рисунок 13), используют формулы подобия:

где n1 и n2 - число оборотов до и после изменения числа оборотов.

Точки (рисунок 12) 1 и 2 соответствуют подобным режимам и лежат на пораболе подобных режимов, которая строится по уравнению

Постоянная параболы подобия (а) определяется из условия

Построим параболу подобия. Результаты построения сведем в таблицу

Таблица 12 - Парабола подобия

Q, м3/ч

0

300

500

700

900

1100

1300

1500

1700

2000

2400

Н, м

0

2,3

6,5

12,7

21

31,4

43,9

58,4

75

103,8

149,5

Определим необходимое число оборотов

Для построения новой характеристики насоса построим ещё несколько аналогичных парабол подобия для разных расходов. Затем из частных формул подобия рассчитаем соответствующие подобные подачи:

Таблица 13 - Характеристика магистрального насоса после изменения частоты вращения вала

Qмн, м3/ч

Нмн, м

Q'мн, м3/ч

Н'мн, м

Hнас= Нмн'+Hподп, м

0

253

0,00

130,88

209,71

300

250

215,77

128,32

209,71

500

248

359,62

126,29

206,67

700

246

503,46

125,25

204,60

900

244

647,31

124,22

203,57

1100

240

791,15

122,15

200,98

1300

238

935,00

121,12

198,91

1500

235

1078,85

120,56

195,81

1700

230

1222,69

116,98

192,15

1900

220

1366,54

110,80

187,53

2100

216

1510,38

109,74

181,84

2300

204

1654,23

101,53

174,67

Заключение

В данной курсовой работе мы провели гидравлический расчет трубопровода, определили потребный напор, подобрали насосы, последовательно соединенные НМ 2500-230 и НПВ 2500-80. Определили всасывающую способность насоса, по которой мы обеспечили бескавитационную работу насоса. Провели регулирование центробежного насоса различными методами: изменением гидравлической характеристики трубопровода (дросселирование и байпасирование), изменением напорной характеристики насоса (регулирование частоты вращения вала и обточка рабочего колеса по наружному диаметру).

Наиболее эффективным методом регулирования ЦБН в нашем случае оказался метод изменения частоты вращения вала. Изменением частоты вращения вала мы произвели регулирование режима работы для изменения проектной подачи на 10%.

Список использованных источников

1 Колпаков Л.Г. Эксплуатация магистральных центробежных насосов: Учебное пособие. - Уфа: Изд. УНИ, 1988 - 116 с.

2 Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов А.М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для ВУЗов. - Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. - 658 с.

3 Каталог Центробежные нефтяные магистральные и подпорные насосы: - Москва: ЦИНТИхимнефтемаш, 1973.

4 Гаррис Н.А., Годовский М.А. Насосы и компрессоры: Учебное пособие. - Уфа: Изд. УГНТУ, 2008 - 40 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Гидравлический расчет трубопровода и построение его характеристики, подбор насоса. Характеристика насоса, его устройство, особенности эксплуатации. Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт. Варианты регулирования подачи, расчеты.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.08.2012

  • Пересчет характеристики магистрального насоса НМ 360-460 с воды на перекачиваемую жидкость методом Аитовой-Колпакова. Построение совмещенной характеристики трубопровода и группы насосов. Проверка всасывающей способности и расчет щелевого уплотнения.

    курсовая работа [520,2 K], добавлен 24.03.2015

  • Подбор центробежного насоса и определение режима его работы. Расчет и графическое построение кривой потребного напора. Регулирование изменением напорной характеристики насоса. Регулирование режима его работы для увеличения проектной подачи на 25%.

    контрольная работа [356,3 K], добавлен 25.01.2014

  • Определение величины потребного напора для заданной подачи. Паспортная характеристика центробежного насоса. Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки. Регулирование режима работы для увеличения подачи.

    курсовая работа [352,3 K], добавлен 14.11.2013

  • Насос - устройство для напорного всасывания и нагнетания жидкостей. Проект центробежного насоса объемной производительностью 34 м3/час. Расчет рабочего колеса и спирального отвода. Подбор насоса, пересчет его характеристик на другие условия работы.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 20.04.2014

  • Подбор центробежного насоса и определение режима его работы. Определение величины потребного напора для заданной подачи. Расчет всасывающей способности, подбор подпорного насоса. Регулирование напорных характеристик дросселированием и байпасированием.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.04.2018

  • Технологические трубопроводы - трубопроводы промышленных предприятий для транспортировки смеси, полупродуктов и готовых продуктов. Подбор насоса и его регулирование. Проверка насоса на допустимую высоту всасывания. Построение кривой требуемого напора.

    курсовая работа [241,2 K], добавлен 13.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.