Расчет центробежного насоса
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.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.04.2018 |
Размер файла | 1,8 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
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 нефть
1.5.1 Пересчет паспортной характеристики методом Айзенштейна
1.5.2 Пересчет паспортной характеристики методом Аитовой-Колпакова
1.5.3 Сравнение методов пересчета Аитовой-Колпаковой и Айзенштейна
1.6 Расчет всасывающей способности ЦБН. Подбор подпорного насоса
1.7 Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки
2. Регулирование режимов 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 внешнему диаметру
2.2.2Изменение частоты вращения вала
Выводы
Список используемой литературы
1. Подбор ЦБН и определение режима работы
1.1 Определение величины потребного напора для заданной подачи
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1.1 - Схема перекачки
Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1: 2-2 и 3-3: 4-4
Для сечений 1-1 и 2-2:
Для сечений 3-3 и 4-4:
где - абсолютное давление на свободной поверхности жидкости в питающий резервуар;
- абсолютное давление на входе в насос;
- абсолютное давление на выходе из насоса;
- абсолютное давление на свободной поверхности жидкости в резервуаре - приемнике.
По определению, напор насоса - это разность удельных энергий на выходе и входе в насос:
Полученное выражение представляет собой потребный напор.
Абсолютное давление в питающем резервуаре
Абсолютное давление в приемном резервуаре , Тогда
Определим потери напора во всасывающем трубопроводе:
Находя из средней скорости движения жидкости во всасывающей трубе 1-5 м/с, задаемся значением скорости всасывания
Оценим диаметр из уравнения неразрывности:
Q=
Выбираем ближайший диаметр по ГОСТ:
Dнар = 426 мм, д = 5 мм >
Уточняем скорость движения во всасывающем трубопроводе:
Определим коэффициент гидравлического сопротивления:
Выбираем трубы стальные сварные старые умеренно заржавевшие: kэ = 0,5 мм
Зона гладкого трения, т.к., считаем коэффициент гидравлического сопротивления по формуле Блазиуса:
Потери на трение:
м
Определим потери на местных сопротивлениях во всасывающем трубопроводе:
Плавный поворот (2шт) о=0,23*2=0,46
Задвижка (10т) о=0,15.
Сумма местных сопротивлений о=0,46+0,15=0,61
Определяем суммарные потери во всасывающей линии:
Определим потери напора в нагнетательной линии. Так как нагнетательный трубопровод является длинным, то местные потери учитываются в размере 2% от потерь по длине. Тогда потери в нагнетательной линии определяются по формуле:
;
Обычно диаметр нагнетательной линии принимается чуть меньше линии всасывания. Выбираем соответствующее значение по ГОСТ:
= 402 мм, д =5 мм >
Уточняем скорость движения во всасывающем трубопроводе:
Определим коэффициент гидравлического сопротивления:
центробежный насос всасывающий напорный
Зона гладкого трения, т.к 2300, считаем коэффициент гидравлического сопротивления по формуле Блазиуса:
Потери в нагнетательной линии
м
1.2 Расчет и графическое построение кривой потребного напора
Для построения кривой потребного напора зададимся несколькими значениями расходов (0 - 1,5Q).
Результаты вычислений заносим в таблицу 1.
Характеристика трубопровода представлена на рисунке 1.2
Таблица 1 -Расчет кривой потребного напора
№ |
Расход |
Всасывающий трубопровод |
Нагнетательный трубопровод |
Нпотр |
|||||||
Q |
Reвс |
лвс |
Reн |
лн |
|||||||
м |
м |
м |
|||||||||
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
34,812 |
|
2 |
100 |
0,2045 |
472,565 |
0,1354 |
0,00650 |
0,2303 |
501,50 |
0,12762 |
9,873 |
44,691 |
|
3 |
200 |
0,4090 |
945,131 |
0,0677 |
0,01561 |
0,4606 |
1003,00 |
0,06381 |
19,745 |
54,573 |
|
4 |
300 |
0,6134 |
1417,696 |
0,0451 |
0,02731 |
0,6908 |
1504,49 |
0,04254 |
29,618 |
64,457 |
|
5 |
400 |
0,8179 |
1890,262 |
0,0339 |
0,04161 |
0,9211 |
2005,99 |
0,03190 |
39,490 |
74,344 |
|
6 |
500 |
1,0224 |
2362,827 |
0,0454 |
0,07609 |
1,1514 |
2507,49 |
0,04471 |
86,474 |
121,362 |
|
7 |
600 |
1,2269 |
2835,393 |
0,0434 |
0,10677 |
1,3817 |
3008,99 |
0,04272 |
118,974 |
153,893 |
|
8 |
700 |
1,4313 |
3307,958 |
0,0417 |
0,14224 |
1,6120 |
3510,49 |
0,04110 |
155,815 |
190,770 |
|
9 |
800 |
1,6358 |
3780,524 |
0,0404 |
0,18241 |
1,8422 |
4011,98 |
0,03976 |
196,832 |
231,827 |
|
10 |
900 |
1,8403 |
4253,089 |
0,0392 |
0,22722 |
2,0725 |
4513,48 |
0,03860 |
241,887 |
276,926 |
|
11 |
1000 |
2,0448 |
4725,655 |
0,0382 |
0,27660 |
2,3028 |
5014,98 |
0,03760 |
290,863 |
325,952 |
|
12 |
1100 |
2,2492 |
5198,220 |
0,0373 |
0,33051 |
2,5331 |
5516,48 |
0,03671 |
343,657 |
378,800 |
|
13 |
1200 |
2,4537 |
5670,786 |
0,0365 |
0,38890 |
2,7634 |
6017,98 |
0,03592 |
400,180 |
435,381 |
|
14 |
1300 |
2,6582 |
6143,351 |
0,0357 |
0,45173 |
2,9936 |
6519,47 |
0,03521 |
460,351 |
495,615 |
|
15 |
1400 |
2,8627 |
6615,917 |
0,0351 |
0,51896 |
3,2239 |
7020,97 |
0,03457 |
524,098 |
559,429 |
|
16 |
1500 |
3,0671 |
7088,482 |
0,0345 |
0,59056 |
3,4542 |
7522,47 |
0,03397 |
591,355 |
626,757 |
|
17 |
1600 |
3,2716 |
7561,048 |
0,0339 |
0,66650 |
3,6845 |
8023,97 |
0,03457 |
684,549 |
720,027 |
|
18 |
1700 |
3,4761 |
8033,613 |
0,0334 |
0,74675 |
3,9148 |
8525,47 |
0,03412 |
762,718 |
798,277 |
|
19 |
1800 |
3,6806 |
8506,179 |
0,0341 |
0,84519 |
4,1450 |
9026,97 |
0,03370 |
844,661 |
880,318 |
Рисунок 1.2 Характеристика трубопровода
1.3 Подбор основых ЦБН
По заданной подаче Q = 1200 м3/ч и потребному напору Нпотр =435, 381м подбираем ЦБН.
Выберем два насоса серии НМ 1250-260 с диаметром рабочего колеса 440 мм и частотой вращения n = 3000 об/мин. При проектной подаче (Q = 1200) этот насос развивает напор Н=263 м
1.4 Описание и паспортная характеристика ЦБН. Аналитический расчет паспортной характеристики
НМ 1250 - 260 рассчитан на номинальную подачу 1250 м3/ч и напор Н=260 м. Частота вращения вала насоса n=3000 об/мин. Имеет допускаемый кавитационный запас равный 20 м. КПД насоса составляет 80%. Мощность насоса составляет 1250 кВт.
Насос типа НМ - центробежные горизонтальные с двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу и двухзавитковым спиральным отводом жидкости от рабочего колеса.
Марка основных насосов определяется так: НМ 1250 - 260 - насос магистральный, оптимальная подача Q0= 1250 м3/ч и напор Н0=260 м.
Корпуса насосов 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.
1,3- корпус; 2- вал; 4,5- разделительные втулки; 6- рабочее колесо; 7- уплотнения рабочего колеса щелевого типа; 8- подшипники скольжения; 9- радиально-упорный подшипник; 10- уплотнения вала торцевого типа.
Рисунок 1.3 Нефтяной магистральный спиральный насос
Выполним аналитический расчет паспортной характеристики насоса:
Для НМ 1250 - 260: =318,8 м, а=0, b= ;
,,
В таблицу 2 занесем полученные значения напора и подачи.
Таблица 2- Аналитический расчет паспортной характеристики НМ1250-260
Расход |
Напор НМ1250-260 |
КПД |
Мощность |
|
м3/ч |
м |
% |
кВт |
|
0 |
318,8 |
0 |
400 |
|
100 |
318,413 |
27 |
413,7 |
|
200 |
317,252 |
39,236 |
440,6727 |
|
300 |
315,317 |
47,3785 |
544,0688 |
|
400 |
312,608 |
54,634 |
623,6825 |
|
500 |
309,125 |
61,0025 |
690,4353 |
|
600 |
304,868 |
66,484 |
749,7431 |
|
700 |
299,837 |
71,0785 |
804,6583 |
|
800 |
294,032 |
74,786 |
857,0986 |
|
900 |
287,453 |
77,6065 |
908,4013 |
|
1000 |
280,1 |
79,54 |
959,6084 |
|
1100 |
271,973 |
80,5865 |
1011,632 |
|
1200 |
263,072 |
80,746 |
1065,372 |
|
1300 |
253,397 |
80,0185 |
1121,814 |
|
1400 |
242,948 |
78,404 |
1182,142 |
|
1500 |
231,725 |
75,9025 |
1247,885 |
|
1600 |
219,728 |
72,514 |
1321,144 |
|
1700 |
206,957 |
68,2385 |
1404,967 |
|
1800 |
193,412 |
63,076 |
1504,036 |
Рисунок 1.4 Паспортная характеристика НМ1250-260
1.5 Пересчет паспортной характеристики ЦБН с воды на перекачиваемую жидкость (нефть)
1.5.1 Пересчет паспортной характеристики методом Айзенштейна
При постоянном числе оборотов характеристики насоса Q - H падают с увеличением вязкости таким образом, что коэффициент быстроходности остается неизменным в точке оптимального КПД, т.е. выполняется условие:
Параметры насоса на нефть для оптимального режима могут быть определены как
Qн =;
Hн =;
зн = ;
Коэффициенты пересчета , KH, Kз являются функциями числа Рейнольдса.
где - эквивалентный диаметр.
,
где - ширина лопатки рабочего колеса на внешнем диаметре;
- коэффициент стеснения лопатками.
Определяем коэффициенты пересчета. Так как , то:
, KH=1 Kз = 0,9.
Таблица 3 - Пересчитанные характеристики НМ 1250 - 260 с воды на перекачиваемую жидкость методом Айзенштейна
Расход |
Напор НМ1250-260 |
КПД |
Мощность |
|
м3/ч |
м |
% |
кВт |
|
0 |
318,8 |
0 |
400 |
|
100 |
318,413 |
24,3 |
407,3234 |
|
200 |
317,252 |
35,3124 |
451,4447 |
|
300 |
315,317 |
42,64065 |
557,3683 |
|
400 |
312,608 |
49,1706 |
638,9281 |
|
500 |
309,125 |
54,90225 |
707,3126 |
|
600 |
304,868 |
59,8356 |
768,0701 |
|
700 |
299,837 |
63,97065 |
824,3278 |
|
800 |
294,032 |
67,3074 |
878,0499 |
|
900 |
287,453 |
69,84585 |
930,6067 |
|
1000 |
280,1 |
71,586 |
983,0655 |
|
1100 |
271,973 |
72,52785 |
1036,361 |
|
1200 |
263,072 |
72,6714 |
1091,415 |
|
1300 |
253,397 |
72,01665 |
1149,236 |
|
1400 |
242,948 |
70,5636 |
1211,039 |
|
1500 |
231,725 |
68,31225 |
1278,389 |
|
1600 |
219,728 |
65,2626 |
1353,438 |
|
1700 |
206,957 |
61,41465 |
1439,31 |
|
1800 |
193,412 |
56,7684 |
1540,802 |
1.5.2 Пересчет паспортной характеристики методом Аитовой-Колпакова
Пересчет для НМ1250-260:
Коэффициент быстроходности:
где i=2 - число входов в рабочее колесо, j=1 - число ступеней насоса.
Переходное значение числа Рейнольдса:
Значение числа Рейнольдса для насоса:
где D2 - внешний диаметр рабочего колеса
, значит требуется пересчет характеристик насоса с воды на нефть.
Пересчет напора:
Пересчет подачи:
Пересчет КПД и мощности:
Выбираем коэффициенты, которые учитывают гидравлические и дисковые потери б и А.
б = 0,04 (при Reн=86308)
А = 2000 (при ns=)
Пересчет КПД:
Пересчет мощности:
Значения характеристик приведены в таблице 3
Таблица 3 - Пересчитанные характеристики НМ 1250 - 260 с воды на перекачиваемую жидкость
Qн НМ |
Hн НМ |
КПД |
Мощность |
|
м3/с |
м |
% |
кВТ |
|
0 |
310,4162 |
0 |
400 |
|
96,08136 |
310,0394 |
25,44386 |
407,234 |
|
192,1627 |
308,9089 |
35,94982 |
414,85883 |
|
288,2441 |
307,0248 |
42,58685 |
522,10248 |
|
384,3254 |
304,3871 |
48,26241 |
608,99508 |
|
480,4068 |
300,9957 |
53,0589 |
684,71298 |
|
576,4882 |
296,8506 |
57,04869 |
753,66808 |
|
672,5695 |
291,9519 |
60,29403 |
818,22282 |
|
768,6509 |
286,2996 |
62,84714 |
879,75493 |
|
864,7322 |
279,8936 |
64,75013 |
939,14223 |
|
960,8136 |
272,734 |
66,03504 |
997,01417 |
|
1056,895 |
264,8207 |
66,72384 |
1053,9018 |
|
1152,976 |
256,1538 |
66,82841 |
1110,3437 |
|
1249,058 |
246,7332 |
66,35056 |
1166,9785 |
|
1345,139 |
236,559 |
65,28204 |
1224,6452 |
|
1441,22 |
225,6311 |
63,60451 |
1284,5143 |
|
1537,302 |
213,9496 |
61,28953 |
1348,2852 |
|
1633,383 |
201,5145 |
58,29862 |
1418,5133 |
|
1729,464 |
188,3257 |
54,58321 |
1499,1998 |
По данным таблицы 3 строим паспортную характеристику насоса (Рисунок 3.1)
Рисунок 1.5.1 - Пересчитанная характеристика насоса НМ 1250-260
1.5.3 Сравнение методов пересчета Аитовой-Колпаковой и Айзенштейна
Рисунок 1.5.2 - Пересчитанная характеристика насоса НМ 1250-260 методом Аитовой-Колпаковой и Айзенштейна
1.6 Расчет всасывающей способности ЦБН. Подбор подпорного насоса
Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2
Кавитационный запас:
Дhдоп=20 м.
Так как Дhдоп>Дh, следовательно, работа насоса без возникновения кавитации не обеспечивается.
Устанавливаем один подпорный насоса НПВ 1250-60.
Насос НПВ 1250-60 рассчитан на номинальную подачу 1250 м3/ч и напор 60 м. Частота вращения вала насоса n=1480 об/мин. Диаметр рабочего колеса 445 мм.
НПВ 1250 - 60 рассчитан на номинальную подачу 1250 м3/ч и напор Н=260 м. Частота вращения вала насоса n=1480 об/мин. Имеет допускаемый кавитационный запас равный 2,2 м. КПД насоса составляет 76%. Мощность насоса составляет 400 кВт.
Выполним аналитический расчет паспортной характеристики насоса:
Для НПВ 1250-60: =77,1 м, а=0, b=11,48·;
,,;
В таблицу 4 занесем полученные значения напора и подачи.
Таблица 4 - Аналитический расчет паспортной характеристики НПВ1250-60
Расход |
Напор НПВ1250-60 |
КПД |
Мощность |
|
м3/ч |
м |
% |
кВТ |
|
0 |
77,1 |
0 |
120 |
|
100 |
76,9852 |
18 |
130 |
|
200 |
76,6408 |
23,6156 |
176,8714 |
|
300 |
76,0668 |
31,8701 |
195,119 |
|
400 |
75,2632 |
39,4224 |
208,0971 |
|
500 |
74,23 |
46,2725 |
218,5712 |
|
600 |
72,9672 |
52,4204 |
227,5858 |
|
700 |
71,4748 |
57,8661 |
235,6098 |
|
800 |
69,7528 |
62,6096 |
242,8719 |
|
900 |
67,8012 |
66,6509 |
249,4827 |
|
1000 |
65,62 |
69,99 |
255,4858 |
|
1100 |
63,2092 |
72,6269 |
260,8807 |
|
1200 |
60,5688 |
74,5616 |
265,6327 |
|
1300 |
57,6988 |
75,7941 |
269,6753 |
|
1400 |
54,5992 |
76,3244 |
272,9087 |
|
1500 |
51,27 |
76,1525 |
275,1927 |
|
1600 |
47,7112 |
75,2784 |
276,3354 |
|
1700 |
43,9228 |
73,7021 |
276,074 |
|
1800 |
39,9048 |
71,4236 |
274,0453 |
Рисунок 1.6.1 - Паспортная характеристика насоса НПВ 1250-60
Пересчитаем напорную характеристику подпорного насоса с воды на нефть методом Аитовой-Колпаковой:
Определим коэффициент быстроходности насоса:
Определим переходное значение числа Рейнольдса:
Определим значение числа Рейнольдса для насоса:
, значит, требуется пересчет характеристик насоса с воды на нефть.
Пересчет КПД и мощности:
Выбираем коэффициенты, которые учитывают гидравлические и дисковые потери б и А.
б = 0,04 (при Reпер=)
А = 1100 (при ns=)
Пересчет КПД:
Пересчет мощности:
Таблица 5 - Пересчитанные характеристики НПВ1250-60 с воды на перекачиваемую жидкость
Qн НПВ |
Hн НПВ |
КПД |
Мощность |
|
м3/ч |
м |
% |
кВт |
|
0 |
73,5677 |
0 |
89,3245 |
|
93,20714 |
73,45816 |
17,37371 |
99,01342 |
|
186,4143 |
73,12954 |
22,53758 |
151,9715 |
|
279,6214 |
72,58183 |
29,90675 |
170,5009 |
|
372,8286 |
71,81505 |
36,41829 |
184,7152 |
|
466,0357 |
70,82919 |
42,13368 |
196,8337 |
|
559,2429 |
69,62424 |
47,10873 |
207,6619 |
|
652,45 |
68,20021 |
51,3935 |
217,5315 |
|
745,6571 |
66,55711 |
55,03234 |
226,5756 |
|
838,8643 |
64,69492 |
58,06388 |
234,8298 |
|
932,0714 |
62,61365 |
60,52104 |
242,2754 |
|
1025,279 |
60,3133 |
62,43101 |
248,8582 |
|
1118,486 |
57,79387 |
63,81526 |
254,4984 |
|
1211,693 |
55,05536 |
64,68955 |
259,0928 |
|
1304,9 |
52,09776 |
65,06392 |
262,5146 |
|
1398,107 |
48,92109 |
64,94268 |
264,6085 |
|
1491,314 |
45,52533 |
64,32444 |
265,1818 |
|
1584,521 |
41,9105 |
63,20208 |
263,9897 |
|
1677,729 |
38,07658 |
61,56277 |
260,7107 |
Рисунок 1.6.1 - Пересчитанная характеристика НПВ1250-60
1.7 Построение совмещенной характеристики насосов и трубопровода. Определение рабочей точки (режима работы)
Построим совмещенную характеристику двух НМ 1250-260 и одного НПВ 1250-60 и трубопровода. (Рисунок 1.6.2)
Таблица 6 - Характеристики двух НМ 1250-260, НПВ 1250-60 и трубопровода
НМ 1250 - 260 |
НПВ 1250 - 60 |
Нпотр |
|||
Q, м3/ч |
H, м |
Q, м3/ч |
H, м |
м |
|
0 |
310,4162 |
0 |
73,5677 |
34,812 |
|
96,08136 |
310,0394 |
93,20714 |
73,45816 |
44,691 |
|
192,1627 |
308,9089 |
186,4143 |
73,12954 |
54,573 |
|
288,2441 |
307,0248 |
279,6214 |
72,58183 |
64,457 |
|
384,3254 |
304,3871 |
372,8286 |
71,81505 |
74,344 |
|
480,4068 |
300,9957 |
466,0357 |
70,82919 |
121,362 |
|
576,4882 |
296,8506 |
559,2429 |
69,62424 |
153,893 |
|
672,5695 |
291,9519 |
652,45 |
68,20021 |
190,770 |
|
768,6509 |
286,2996 |
745,6571 |
66,55711 |
231,827 |
|
864,7322 |
279,8936 |
838,8643 |
64,69492 |
276,926 |
|
960,8136 |
272,734 |
932,0714 |
62,61365 |
325,952 |
|
1056,895 |
264,8207 |
1025,279 |
60,3133 |
378,800 |
|
1152,976 |
256,1538 |
1118,486 |
57,79387 |
435,381 |
|
1249,058 |
246,7332 |
1211,693 |
55,05536 |
495,615 |
|
1345,139 |
236,559 |
1304,9 |
52,09776 |
559,429 |
|
1441,22 |
225,6311 |
1398,107 |
48,92109 |
626,757 |
|
1537,302 |
213,9496 |
1491,314 |
45,52533 |
720,027 |
|
1633,383 |
201,5145 |
1584,521 |
41,9105 |
798,277 |
|
1729,464 |
188,3257 |
1677,729 |
38,07658 |
880,318 |
Рабочая точка (т. А) - точка пересечения суммарной напорной характеристики насоса и кривой потребного напора.
QА=1360м3/ч, НА=530 м
Рисунок 1.6.2 - совмещенная характеристика двух НМ 1250-260 и одного НПВ 1250-60 и трубопровода
2. Регулирование режима работы
При пересечении кривой потребного напора с суммарной напорной характеристикой насосов получаем рабочую т. А с подачей QA =1360 м3/ч и напором Н=530 м. Так как QA отличается от заданной подачи Q =1200 м3/ч, то необходимо выполнить регулирование режима работы.
2.1 Регулирование изменением кривой потребного напора
2.1.1 Дросселирование
Дросселирование заключается в том, что в нагнетательный трубопровод вводится дополнительное сопротивление - дроссель. Обычно это осуществляется путем дополнительного прикрытия задвижки на нагнетании. При этом происходит дополнительная потеря напора на этом местном сопротивлении и характеристика .
При введении дросселя рабочая точка переместиться из т. А в т. С.
Определим напор, теряемый при дросселировании (Рисунок 2.1)
Потери КПД на дроссели составляют более 2%, значит дросселирование использовать нельзя.
Рисунок 2.1.1 - Регулирование режима работы насоса дросселированием
2.1.2 Байпасирование
Байпасирование заключается в перепуске части жидкости через байпасную линию. Байпасом называется обводной трубопровод, по которому часть нефти из нагнетательной линии может снова подаваться во всасывающую линию (циркулирует).
- это количество жидкости, которое циркулирует в байпасе.
Эффективность байпасирования определяется кпд насоса
Потери КПД при байпасировании составляют 28 % (более 2%), значит байпасирование использовать нельзя. Экономически не выгодный метод регулирования и практически не применяется в магистральном транспорте нефти.
Рисунок 2.1.2 Регулирование режима работы насоса байпасированием
2.2 Регулирование изменением напорной характеристики насоса
2.2.1 Обточка рабочего колеса по наружному диаметру
Для того чтобы уменьшить подачу необходимо обточить рабочее колесо магистрального насоса. Определим степень обточки, при которой будет обеспечена подача.
Для определения нового диметра на исходной напорной характеристике насоса нужно найти такую точку С, которая была бы подобна точке В т.е они должны лежать на одной параболе обточки. Точки А и В не являются подобными.
Диаметр рабочего колеса после обточки определяется из формулы подобия:
где - подача, соответствующая точке С, которая лежит на исходной напорной характеристике насоса.
Точка B' находится при проектной подаче и потребном напоре с учетом вычета напора подпорного насоса при проектной подаче
Рассчитаем коэффициент параболы обточки:
Далее, задаваясь расходами, определяем соответствующие им напоры:
и построим параболу обточки.
Парабола обточки пересекает исходную напорную характеристику двух магистральных насоса в точке С.
Точка С подобна точке В', так как они лежат на одной параболе обточки.
Таблица 2.1 - Расчет параболы обточки
Q, м3/ч |
, м |
|
0 |
0 |
|
100 |
2,622133 |
|
200 |
10,48853 |
|
300 |
23,5992 |
|
400 |
41,95413 |
|
500 |
65,55332 |
|
600 |
94,39678 |
|
700 |
128,4845 |
|
800 |
167,8165 |
|
900 |
212,3928 |
|
1000 |
262,2133 |
|
1100 |
317,2781 |
|
1200 |
377,5871 |
|
1300 |
443,1405 |
|
1400 |
513,938 |
|
1500 |
589,9799 |
|
1600 |
671,266 |
|
1700 |
757,7964 |
|
1800 |
849,571 |
Рисунок 2.2.1 - Построение параболы обточки
В исходной характеристике насоса возьмем несколько точек N, K, L. Для каждой из них рассчитаем коэффициент параболы обточки.
Задавшись произвольными значениями подач, строим параболы обточки, проходящие через эти точки, т.к новый диаметр рабочего колеса уже известен, то можно рассчитать значение подобных подач соответствующие D2'.
Определим степень обточки:
Сравниваем степень обточки с максимально допустимой.
Обточка не превышает 15, такой метод изменения режима допускается.
Рисунок 2.2.2 - Построение новой характеристики магистрального насоса при обточке рабочего колеса
2.2.2 Изменение частоты вращения вала
Пусть исходная частота вращения вала насоса n1, пересечение напорной характеристики насоса Н(n1) с кривой потребного напора дает рабочую точку А. По технологическим причинам требуется обеспечить подачу Qв т.е нужно рассчитать новую частоту вращения вала насоса которая обеспечит подачу Qв.
Для нахождения точки, подобной точке В построим параболу подобия, проходящую через точку В.
Определим коэффициент параболы подобия.
Точка B' находится при проектной подаче и потребном напоре с учетом вычета напора подпорного насоса при проектной подаче
Рассчитаем коэффициент параболы обточки:
Далее задаваясь различными значениями Qi находим соответствующие им Hi и строим параболу подобия.
Находим точку пересечения с исходной характеристикой. Парабола пересекает исходную характеристику насоса Н(n1) в точке С. Точка С и точка В лежат на одной параболе подобия, то к ним можно применить формулу подобия
Таблица 2.2 - Расчет параболы подобия
Q, м3/ч |
, м |
|
0 |
0 |
|
100 |
2,640456 |
|
200 |
10,56182 |
|
300 |
23,7641 |
|
400 |
42,24729 |
|
500 |
66,01139 |
|
600 |
95,0564 |
|
700 |
129,3823 |
|
800 |
168,9892 |
|
900 |
213,8769 |
|
1000 |
264,0456 |
|
1100 |
319,4951 |
|
1200 |
380,2256 |
|
1300 |
446,237 |
|
1400 |
517,5293 |
|
1500 |
594,1025 |
|
1600 |
675,9566 |
|
1700 |
763,0917 |
|
1800 |
855,5076 |
Рисунок 2.2.3 - Построение параболы обточки
В исходной характеристике насоса возьмем несколько точек N, K, L. Для каждой из них рассчитаем коэффициент параболы подобия.
Задавшись произвольными значениями подач для каждой из этих точек строим параболы подобия проходящие через них т.к новая частота вращения n2 уже известна, то можно рассчитать значение подобных подач соответствующих частоте вращения n2.
Аналогичный расчет производим и для других точек.
Соединив полученные точки получим новую характеристику насоса соответствующую частоте вращения n2.
Регулирование частотой вращения вала происходит за счет основного насоса, а характеристика подпорного насоса остается неизменной.
Определим эффективность данного метода
Рисунок 2.2.4 - Построение новой характеристики магистрального насоса при изменении числа оборотов вала
Выводы
Из 4-х методов наиболее целесообразно использовать изменение частоты вращения вала. Также применим метод обточки рабочего колеса. Дросселирование и байпасирование являются экономически невыгодными из-за большого снижения КПД насоса (больше 2%).
Список использованных источников
1. Каталог Центробежные нефтяные насосы для магистральных трубопроводов: Москва 1981, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ.
2. Эксплуатация магистральных центробежных насосов: учебное пособие. - Уфа: Изд. Уфим. Нефт. Ин-та, 1988. - 116. Колпаков Л. Г.
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 25.01.2014Определение 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 14.11.2013Насос - 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 20.04.2014Определение 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 03.01.2016Гидравлический 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 27.04.2014Гидравлический расчет системы подъема нефти из скважины погружным центробежным насосом. Построение графика потребного напора и определение рабочей точки. Выбор погружного электрического центробежного насоса, пересчет его характеристик на вязкую жидкость.
курсовая работа [282,7 K], добавлен 13.02.2013Выбор экономичных диаметров трубопроводов. Определение потребных напоров отдельных участков и системы. Построение напорных характеристик участков. Подбор центробежного насоса для совместной работы насоса и сети. Определение допустимой высоты всасывания.
контрольная работа [67,8 K], добавлен 09.07.2013Расчет 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 04.11.2013Центробежные насосы и принцип их работы. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса. Принципы подбора типа электродвигателя. Особенности эксплуатации центробежного насоса.
курсовая работа [859,3 K], добавлен 27.05.2013Составление 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