Расчет центробежного насоса для трубопроводной схемы

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.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 14.11.2013
Размер файла 352,3 K

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

Размещено на http://www.allbest.ru

Оглавление

1. Подбор ЦБН и определение режима работы

1.1 Определение величины потребного напора для заданной подачи

1.2 Расчет и графическое построение кривой потребного напора

1.3 Подбор основных ЦБН

1.4 Описание и паспортная характеристика ЦБН. Аналитический расчет паспортной характеристики

1.5 Пересчет паспортной характеристики ЦБН с воды на перекачиваемую жидкость (нефть)

1.6 Подбор подпорного насоса и его пересчет

1.7 Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки (режима работы)

2. Регулирование режима работы

2.1 Регулирование изменением кривой потребного напора

2.1.1 Дросселирование

2.1.2 Байпасирование

2.2 Регулирование изменением напорной характеристики насоса

2.2.1 Обточка рабочего колеса по наружному диаметру

2.2.2 Изменение частоты вращения вала

3. Регулирование режима работы для увеличения проектной подачи на 25%

4. Выводы

5. Список литературы

1. Подбор ЦБН и определение режима работы

центробежный насос напор подача

Рис. 1 - Трубопроводная схема

1.1 Определение величины потребного напора для заданной подачи

Зададимся скоростью в нагнетательной линии

В соответствии с ГОСТ примем Dнаг=1220 мм, д= 10 мм; Dвс=1420 мм, д= 10 мм.

Зона гладкого трения

Зона гладкого трения

Составим уравнения Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:

И для сечений 3-3 и 4-4:

Тогда потребный напор равен:

1.2 Расчет и графическое построение кривой потребного напора

Зададимся несколькими значениями расхода Q и определим величины потребного напора в соответствии с уравнением:

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 - результаты расчеты при заданных подачах

Q, м3/ч

vвс, м/с

Re

л

vнаг, м/с

Re

л

500

0,09

394,7

0,16213

0

0,123

460,5

0,13897

4,4

64,6

1000

0,18

789,5

0,08107

0

0,246

921,1

0,06948

8,9

69

1500

0,271

1184,2

0,05404

0

0,368

1381,6

0,04632

13,3

73,5

2000

0,361

1579

0,04053

0

0,491

1842,1

0,03474

17,8

78

2500

0,451

1973,7

0,03243

0

0,614

2302,7

0,02779

22,2

82,4

3000

0,541

2368,4

-

-

-

-

-

-

-

3500

0,632

2763,2

-

-

-

-

-

-

-

4000

0,722

3157,9

0,04221

0,1

0,982

3684,3

0,04061

83,2

143,4

4500

0,812

3552,7

0,04098

0,1

1,105

4144,8

0,03943

102,3

162,5

5000

0,902

3947,4

0,03992

0,1

1,228

4605,3

0,03841

123

183,2

5500

0,992

4342,2

0,03898

0,1

1,351

5065,8

0,0375

145,3

205,6

6000

1,083

4736,9

0,03814

0,2

1,474

5526,4

0,0367

169,2

229,5

6500

1,173

5131,6

0,03738

0,2

1,597

5986,9

0,03597

194,6

255

7000

1,263

5526,4

0,0367

0,2

1,719

6447,4

0,03531

221,6

281,9

7500

1,353

5921,1

0,03607

0,3

1,842

6908

0,03471

250

310,4

8000

1,444

6315,9

0,03549

0,3

1,965

7368,5

0,03415

279,9

340,3

8500

1,534

6710,6

0,03496

0,3

2,088

7829

0,03364

311,2

371,7

9000

1,624

7105,3

0,03446

0,4

2,211

8289,6

0,03316

344

404,5

9500

1,714

7500,1

0,034

0,4

2,333

8750,1

0,03271

378,1

438,7

10000

1,805

7894,8

0,03357

0,5

2,456

9210,6

0,0323

413,6

474,2

10500

1,895

8289,6

0,03316

0,5

2,579

9671,2

0,03191

450,5

511,1

11000

1,985

8684,3

0,03278

0,6

2,702

10131,7

0,03154

488,7

549,4

11500

2,075

9079

0,03241

0,6

2,825

10592,2

0,03119

528,2

589

12000

2,165

9473,8

0,03207

0,7

2,947

11052,8

0,03086

569,1

629,9

По полученным результатам строим кривую потребного напора

1.3 Подбор основных ЦБН

Возьмем НМ 10000-210 с диаметром колеса 530 мм.

1.4 Описание и паспортная характеристика ЦБН. Аналитический расчет паспортной характеристики

Дополнительный кавитационный запас 65 м.

Таблица 2 - Результаты расчеты характеристик насоса НМ 10000-210 при заданных подачах воды

Q, м3/ч

H, м

з, %

8000,0

309,8

85,96

8297,9

304,6

86,65

8816,6

295,2

87,53

9231,4

287,3

87,94

9853,8

274,7

88,06

10372,4

263,6

87,71

1.5 Пересчет паспортной характеристики ЦБН с воды на перекачиваемую жидкость (нефть)

;

Таблица 3 - Результаты расчеты характеристик насоса НМ 10000-210 при заданных подачах нефти

Q, м3/ч

H, м

з, %

7712,767

302,3

73,93

8000

297,3

74,52

8500

288,1

75,27

8900

280,3

75,62

9500

268,1

75,73

10000

257,2

75,43

1.6 Подбор подпорного насоса и его пересчет

Возьмем 2 насоса НПВ 5000 - 120 с диаметром колеса 613 мм.

Дополнительный кавитационный запас 5 м.

Таблица 4 - Результаты расчеты характеристик насоса НПВ 5000-120 при заданных подачах воды

Q, м3/ч

H, м

з, %

4000,0

131,1

84,35

4341,4

130,8

85,59

4612,7

130,6

85,93

4829,8

130,4

85,81

5155,4

130,1

84,95

5426,7

129,8

83,61

Пересчет характеристики насоса.

;

Таблица 5 - Результаты расчеты характеристик насоса НПВ 5000-120 при заданных подачах нефти

Q, м3/ч

H, м

з, %

3685,5

124,1

68,32

4000,0

123,9

69,32

4250,0

123,7

69,61

4450,0

123,5

69,51

4750,0

123,2

68,81

5000,0

122,9

67,73

1.7 Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки (режима работы)

Так как подпорные насосы соединены параллельно, то складываем графики напорных характеристик подпорных насосов по расходу.

К полученной характеристике добавив по напору напорную характеристику магистрального насоса, получаем напорную характеристику всех насосов.

Находим точку пересечения кривой потребного напора и напорной характеристики насосов. Это рабочая точка.

Рабочая точка:

2. Регулирование режима работы

Так как полученная рабочая точка неудовлетворяет проектной подаче, попробуем изменить её. Существует два пути: 1) изменение кривой потребного напора; 2)изменение напорной характеристики насосов.

2.1 Регулирование изменением кривой потребного напора

Изменение кривой потребного напора возможно путем дросселирования или байпасирования.

2.1.1 Дросселирование

Дросселирование заключается в ведении дополнительного сопротивления в нагнетательный трубопровод. Обычно это выполняется путем прикрытия задвижки на нагнетательной линии.

A - рабочая точка до дросселирования;

F - рабочая точка при дросселировании;

HF - это напор, развиваемый насосами при дросселировании;

HB - это напор, который идет на перемещение жидкости;

hдр= HF- HB - это потери напора на дросселе.

Из графика 1 видно, что нужно дросселировать 6 м, тогда

Так как потери от дросселирования не превышают 2%, то этот метод допускается для регулирования режима.

2.1.2 Байпасирование

Байпасирование заключается в перепуске части жидкости с нагнетательной на всасывающую линию насоса.

QA - подача насоса без байпаса

ДQ=QC-QB - количество жидкости, которое циркулирует в байпасе

Из графика 1 видно, что в байпасе должен циркулировать поток с расходом

279 м3/ч.

Байпасирование является экономически невыгодным методом и не применяется при магистральном транспорте нефти.

2.2 Регулирование изменением напорной характеристики насоса

Действительный напор превышает проектный на 6 м. Имеется в наличии только один магистральный насос. Так как изменяться может только режим работы магистрального насоса, то его напор должен уменьшится на 6 м при той же подаче 8900 м3/ч. Используем уравнение параболы подобия.

МН 10000-210 при подаче 8900 м3/ч выдает 280 м напора.

Значит нужная нам точка (8900;274). Проведем через неё параболу:

Посчитаем несколько значений, чтобы построить параболу

Табл. 6 - точки, принадлежащее параболе при a=5,02·10-6 ч2/м5

Q

H

8900

274

9000

280,191895

9100

286,4529731

9200

292,7832344

Из графика 2:

Построив ещё несколько парабол подобия и используя отношение H2/H1, построим напорную характеристику насоса при подобном режиме работы.

Далее посчитаем нужные значения используя формулу подобия:

2.2.1 Обточка рабочего колеса по наружному диаметру

Из формулы подобия

Обточка не превышает 10% (ns=156), такой метод изменения режима допускается.

2.2.2 Изменение частоты вращения вала

Из формулы подобия:

Уменьшение частоты вращение мало. Данный способ регулирования можно применять.

3. Регулирование режима работы для увеличения проектной подачи на 25%

Так как увеличение подачи большое, изменять режимы насосов в данном виде будет нецелесообразно. Добавим ещё один магистральный насос последовательно.

Тогда Hп(Q=11125)=559,2 м - потребный напор трубопровода, а Hн(Q=11125)=583,8 м - напор насосов при данной подаче (график 3).

Напор насосов превышает потребный на 583,8-559,2=24,6 м. В таком случае уменьшим напор каждого магистрального насоса на 24,6/2=12,3 м изменением частоты вращения вала.

H(Q=11125)=230,8 м - напор одного насоса

Значит после уменьшения этот напор будет равен 230,8-12,3=218,5 м.

Проведем через эту точку (точка 2) параболу подобия

Из рисунка 13 видно:

Так как уменьшение частоты невелико, такой метод допускается.

При этом дополнительный кавитационный запас увеличится, из-за того что подача больше номинальной:

Подпорные насосы развивают 122,2 м, что достаточно для обеспечения кавитационного запаса.

4. Выводы

В работе были подобраны ЦБН для заданной трубопроводной схемы, выполнены пересчеты паспортных характеристик и определены режимы работы. Также были рассмотрены все возможные варианты регулирования режимов для осуществления требуемой проектной производительности.

5. Список литературы

П.И. Тугунов, Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов /В.Ф. Новосёлов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов, Уфа «Дизайн Полиграф Сервис», 2002. - 655 с. ил.

В.Я. Карелин, А.В. Минаев, Насосы и насосные станции/ Под ред. Г.А. Лебедева, М. «СТРОЙИЗДАТ», 1986 - 315 с. ил.

Т.М. Башта, машиностроительная гидравлика, справочное пособие/ Под ред. С.М. Егер, М. «МАШИНОСТРОЕНИЕ», 1971 - 672 с. ил.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • 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

  • 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

  • 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.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.04.2014

  • Расчет внутреннего диаметра трубопровода, скорость движения жидкости. Коэффициент гидравлического трения, зависящий от режима движения жидкости. Определение величины потерь. Расчет потребного напора. Построение рабочей характеристики насосной установки.

    контрольная работа [187,7 K], добавлен 04.11.2013

  • Расчет водопроводной сети, определение расчетных расходов воды и диаметров трубопровода. Потери напора на участках нагнетательного трубопровода, характеристика водопроводной сети, выбор рабочей точки насоса. Измерение расчетной мощности электродвигателя.

    контрольная работа [652,9 K], добавлен 27.09.2009

  • Составление принципиальной схемы насосной установки. Гидравлический расчет трубопроводной системы. Потери напора в трубопроводах всасывания и нагнетания. Подбор марки насоса. Определение рабочей точки и параметров режима работы насосной установки.

    контрольная работа [876,4 K], добавлен 22.10.2013

  • Определение скорости движения среды в нагнетательном трубопроводе. Расчет полного гидравлического сопротивления сети и напора насосной установки. Определение мощности центробежного насоса и стандартного диаметра трубопровода. Выбор марки насоса.

    контрольная работа [38,8 K], добавлен 03.01.2016

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.