Energiatasojen ero, jonka vuoksi neste virtaa putkilinjan läpi, voidaan luoda koneenrakennuksessa laajasti käytetyn pumpun toiminnalla. Harkitse putkilinjan yhteistä toimintaa pumpun kanssa ja pumppuyksikön laskentaperiaatetta.
Kuvassa 2.1 näkyvä putkisto pumppaa nestettä alemmasta säiliöstä (lähdesäiliöstä) paineella P 1 toiseen säiliöön (vastaanottosäiliöön) paineella P 2. Pumpun akselin korkeus h aurinkoa kutsutaan imunosturi ja putkisto, jonka kautta neste tulee pumppuun, imuputki tai imulinja. Putkilinjan viimeisen osan korkeus h n kutsutaan toimituspää ja putkisto, jonka kautta neste liikkuu pumpusta, injektio(paine) tai poistolinja. Korkeus putkilinjan alkuosasta viimeiseen H r:tä kutsutaan nesteen nousun geometriseksi korkeudeksi.
Riisi. 2.1 - Pumppuyksikön kaavio:
1 - pumppu; 2 - vastaanottosäiliö; 3 – alkuperäinen säiliö;
4 - imuputki; 5 - poistoputki; 6 - tyhjiömittari; 7 - painemittari
Pumpun parametrit
Pumpun toiminnalle on ominaista seuraavat parametrit:
Sisävuoro(esitys) on pumpun paineputkeen aikayksikköä kohden syöttämän nesteen tilavuus tai massa, K(m3/s; m3/h; kg/s; kg/h; l/h).
paine on ylimääräinen ominaisenergia, joka annetaan pumpussa olevan nesteen yksikkömassalle, H(m).
Akselin teho on pumppuun syötetty teho, N kohdassa (B).
Nettoteho on teho, joka annetaan pumpussa olevalle nesteelle, N p(B).
Tehokkuus on tehokkaan ominaisuus
pumppu suhteessa voimansiirtoon. Määritelty nettotehon suhteeksi akselitehoon, η (%).
Pumppausyksikön korkeuden määrittäminen
Pumppausyksikön nostokorkeus voidaan esittää nesteen ominaisenergioiden erona ennen pumppua ja sen jälkeen.
H= E 2 - E 1 , (2.1)
E 1 – nesteen ominaisenergia ennen pumppua, m;
E 2 - nesteen ominaisenergia pumpun jälkeen, m.
Yleensä ominaisenergia voidaan esittää seuraavasti:
E= z+
× g
Missä z– sijainnin ominaispotentiaalienergia, m;
× g
– paineen ominaispotentiaalienergia, m;
– ominaiskineettinen energia, m.
Merkitään leikkauksen nesteen absoluuttinen paine 4 –4 (osio painemittarin asennuspisteessä) R n on poistopaine ja absoluuttinen paine osassa 3 –3 merkitse R imupaine. Vertailutasolle otamme osan 1 –1 . Sitten ominaisenergia poikkileikkauksessa 4 –4 , eli sen jälkeen, kun pumppu on yhtä suuri kuin:
E 2= h aurinko
+ P n + n
Ominaisenergia poikkileikkauksessa 3 –3 , eli ennen pumppuun tuloa on yhtä suuri kuin:| |
P Aurinko Aurinko
sisällä + × g+ 2g, (2.4)
Missä Aurinko
on nesteen nopeus imuputkessa, m/s.
Sitten pumppuyksikön paine on yhtä suuri:
H= h
+ z+ z
+ P n + n - h
Вc = z
+ P n - P Aurinko + n aurinko
| |
× g 2g
Aurinko × g 2g
1
PAurinko
|
× g 2g
= h aurinko- z c+ × g+ 2g+ h P
1 – nesteen nopeus osassa 1 –1 , eli alkuperäisessä uudelleen
säiliö, 1" 0 m/s;
h p - painehäviö imuputkessa, m.
× g
× g
| |
| |
P2 2 n
h Aurinko+ z m+ × g+ 2g
= h Aurinko+ h n+ × g+ 2g+ h n, (2,8)
2 - nesteen nopeus osassa 2 –2 eli vastaanottavassa uudelleen
säiliö, 2 » 0 m/s; Sitten
Liittovaltion koulutusvirasto
Valtion korkeakoulu
ammatillinen koulutus
"Jaroslavlin osavaltion tekninen yliopisto"
Osasto "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet"
Selvitystehtävä
tieteenalalla "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet"
PUMPPUYKSIKÖN LASKEMINEN
Tehtävä suoritettu
opiskelija S.S. Kovaltšuk
Opettaja
cand. tekniikka. Tieteet, apulaisprofessori
A.V. Sugak
Johdanto
Pumppuyksiköitä käytetään laajasti kaikilla kansantalouden sektoreilla: teollisuudessa, rakentamisessa, liikenteessä, maataloudessa. Tämä antaa tietoa hydrauliikan teoreettisista perusteista ja kyvyn suorittaa käytännön hydraulilaskelmia laajalle asiantuntijakurssille.
Tehtävä kattaa "Pumppausyksikön laskenta" kattaa joukon tärkeimpiä sovellettavia laskelmia hydrauliikan alalla ja sitä suositellaan opiskelijoille, jotka opiskelevat kurssia "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet".
Tehtävään pääsemiseksi sinun tulee tutkia huolellisesti sen sisältö, tutustua tieteelliseen ja tekniseen sekä koulutuskirjallisuuteen.
Laskentatehtävää suoritettaessa on noudatettava seuraavaa menetelmää:
1) Piirrä kaavio pumppuyksiköstä hyväksytyn vaihtoehdon mukaisesti;
2) suorittaa putkilinjan laskenta, rakentaa verkon suunnitteluominaisuudet koordinaatteina: vaadittu nostokorkeus H, nestevirtaus V;
3) Suorita pumpun valinta ja piirrä pumpun ominaisuudet kaavioon, joka kuvaa verkon ominaisuuksia;
1. Selvitystehtävä
Alkutiedot:
nestemäinen vesi;
lämpötila t - 40 °C o;
kulutus V kaivo - 10 l / s - 0,01 m 3 / s;
geometrinen pää H g - 25 m;
paine säiliöissä - P 1 \u003d 0,1 MPa, P 2 \u003d 0,15 MPa;
putkilinjan kokonaispituus L - 150 m.
Paikalliset vastukset putkilinjassa ξ:
Imulinjassa:
imulaite (takaiskuventtiili suojaverkolla) 1 kpl = 4,3;
tasainen käännös (sisäänveto) 2 kpl = 0,14 * 2 = 0,28;
Painelinjalla:
venttiili (tai venttiili) 1 kpl. = 0,5;
tasainen kääntö (sisäänveto) 2 kpl. \u003d 0,14 * 2 = 0,28;
ulostulo putkesta (laitteeseen B) 1 kpl. = 1.
Juoksupyörän kierrosluku n = 3000 rpm.
Kuva 1. Pumppuyksikön kaavio.
2. Putkilinjan hydraulinen laskenta
2.1 Putken halkaisijan valinta
Putken halkaisija lasketaan kaavalla
(1)
missä d on putken halkaisija (laskettu), m;
V on määritetty nestevirtausnopeus, m 3 / s;
W on nesteen keskimääräinen nopeus, m/s.
Kohdan (1) mukainen laskenta suoritetaan erikseen imujohdolle ja painelinjalle, kun taas W otetaan imujohdolle 0,8 m/s, painejohdolle 1,5 m/s.
Todellinen putken halkaisija on
d 1 \u003d 159 x 5,0 mm
d 2 \u003d 108 x 5,0 mm
Putken hyväksytyn todellisen halkaisijan mukaan määritetään nesteen keskimääräinen nopeus
2.2 Pumpun asennuskorkeuden määrittäminen (imukorkeus)
Sallittu imukorkeus lasketaan kaavalla
missä on sallittu imukorkeus, m;
P 1 - annettu paine syöttösäiliössä, Pa;
R n.p. on nesteen tyydyttyneiden höyryjen paine tietyssä lämpötilassa, Pa;
Ƿ - nesteen tiheys, kg/m3;
Painehäviö imulinjassa, m;
Sallittu kavitaatioreservi, m
Hyväksytyn kavitaatioreservin määrittäminen
kriittinen tarjonta
missä V on pumpun kapasiteetti (nesteen virtausnopeus), m 3 / s;
n on pumpun juoksupyörän pyörimistaajuus, rpm.
Sallittua kavitaatioreserviä lisätään kriittiseen reserviin 20 ... 30 %
Päähäviön laskenta imulinjassa
Laskenta suoritetaan painehäviöiden lisäämisperiaatteen mukaisesti
(5)
missä λ on kitkakerroin;
l 1 - imujohdon pituus, m;
d 1 - imuputken halkaisija, m;
ξ arr.cl. ξ a.p. – paikallisten vastusten kertoimet;
w 1 - nesteen nopeus imujohdossa, m/s.
Kitkakerroin riippuu Reynoldsin kriteeristä Re ja suhteellisesta karheudesta
λ = f(Re,E) (6)
Renoldsin kriteeri lasketaan kaavalla
(7)
missä ρ on nesteen tiheys, kg/m3;
μ – dynaamisen viskositeetin kertoimet, Pa.s.
Suhteellinen karheus (sileys) lasketaan kaavalla
missä e on vastaavan karheuden arvo.
Renolds-kriteeriä laskettaessa osoitimme, että järjestelmä on turbulentti, mikä tarkoittaa, että kitkakerroin valitaan G.A.:n käyrän mukaan. Murina
Laskemme päähäviön kaavan (5) mukaan
pumpun putkilinjan sähkömoottori
Tehtävän l 1:n arvo liittyy tiettyyn h sun arvoon. . Siksi laskenta suoritetaan peräkkäisten approksimaatioiden menetelmällä. Tätä varten tarvitset:
Asetetaan arvolla l 1s m;
Määritä h p.s. ;
Laske h aurinko;
Tarkista kunto l 1 \u003d h dc +3 m
Poikkeama on alle 10 %, joten laskelma on oikein.
2.3. Vaaditun paineen käyrän rakentaminen (verkon ominaisuudet)
Vaadittu paine H-kulutus - paine putkilinjan alussa, mikä antaa tietyn virtausnopeuden. Tarvittavan paineen riippuvuutta virtausnopeudesta H ex = f (V) kutsutaan vaaditun paineen käyräksi tai verkon ominaispiirteeksi. Tarvittava paine lasketaan kaavalla
jossa H g on nesteen nousun geometrinen korkeus, m;
P 1, P 2 - paine säiliöissä, vastaavasti, paine ja virtaus, Pa;
Paikallisen vastuksen kertoimien summa koko putkilinjalla.
Paikallisten vastusten summa
missä ξ ob.cl - imulaite (takaiskuventtiili suojaverkolla);
ξ p.p - tasainen käännös (sisäänveto);
ξ zd - luistiventtiili (tai venttiili);
ξ ulos - ulostulo putkesta (laitteeseen B).
(1.9.):n kaksi ensimmäistä termiä eivät riipu virtausnopeudesta. Niiden summaa kutsutaan staattiseksi pääksi H st
(10)
Turbulenttisessa järjestelmässä seuraavaa lauseketta voidaan pitää vakioarvona olettaen, että neliövastuslaki (λ=const):
(11)
Ottaen huomioon edelliset kaavat, vaaditun pään lauseke voidaan esittää muodossa
Vaaditun paineen käyrän piirtämiseksi on tarpeen asettaa useita nestevirtauksen arvoja, sekä pienempi kuin määritetty virtausnopeus että suurempi kuin määritetty virtausnopeus.
Taulukko 1 Verkon ominaisuudet
3. Pumpun valinta
Alkuparametrit pumpun valinnassa ovat sen suorituskyky, joka vastaa annettua nestevirtausta ja vaadittua painekorkeuden kulutusta. Laske ominaisnopeus kaavan mukaan:
missä n on pumpun juoksupyörän pyörimisnopeus, rpm
Määritä pumpun tyyppi ominaisnopeuden n y mukaan
13 ... 25 - keskipako alhainen nopeus
Määritämme pumpun merkin käyttämällä yhteenvetokaaviota tietyntyyppisen pumpun virtauksesta ja paineesta. Tätä varten kaavioon piirretään piste koordinaatteilla V ass, N consum.
Virtausnopeudella V = 0,01 m 3 /s ja nostokorkeudella H = 33,49, pumpun merkki 3K9 n = 2900 rpm.
Kun olet valinnut pumpun merkin, pääominaisuus on siirrettävä kaavioon ominaisverkosta. Hyötysuhdekäyrä ή \u003d f (V) siirretään saman kaavion kenttään. Saatujen parametrien perusteella lasketaan pumpun akselin teho [kW]
kW,
missä N in on akselin teho, kW;
ρ on nesteen tiheys, kg/m3;
V - pumpun suorituskyky (nesteen virtausnopeus) m 3 / s;
2. rakennettiin tyypillinen verkko;
3. laskettu ominaispyörimisnopeus;
4. valitse pumpun tyyppi tietyn taajuuden mukaan;
5. valitsi pumpun 3K9 merkin, käyttökierrosluku n = 2900 rpm.
Luettelo käytetyistä lähteistä
1. Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. Esimerkkejä ja tehtäviä prosessien ja laitteiden aikana. - L.: Kemia, 1981. - 560 s.
2. Kasatkin A.G. Kemiantekniikan perusprosessit ja -laitteet. - Moskova 2005. - 750 s.
3. Turkin V.V. Pumppuyksikön laskenta. - Jaroslav. ammattikorkeakoulu in-t. Jaroslavl, 1991. - 19 s.
Liittovaltion koulutusvirasto
Valtion korkeakoulu
ammatillinen koulutus
"Jaroslavlin osavaltion tekninen yliopisto"
Osasto "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet"
Selvitystehtävä
tieteenalalla "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet"
PUMPPUYKSIKÖN LASKEMINEN
Tehtävä suoritettu
opiskelija S.S. Kovaltšuk
Opettaja
cand. tekniikka. Tieteet, apulaisprofessori
A.V. Sugak
Johdanto
Pumppuyksiköitä käytetään laajasti kaikilla kansantalouden sektoreilla: teollisuudessa, rakentamisessa, liikenteessä, maataloudessa. Tämä antaa tietoa hydrauliikan teoreettisista perusteista ja kyvyn suorittaa käytännön hydraulilaskelmia laajalle asiantuntijakurssille.
Tehtävä kattaa "Pumppausyksikön laskenta" kattaa joukon tärkeimpiä sovellettavia laskelmia hydrauliikan alalla ja sitä suositellaan opiskelijoille, jotka opiskelevat kurssia "Kemiallisen tekniikan prosessit ja laitteet".
Tehtävään pääsemiseksi sinun tulee tutkia huolellisesti sen sisältö, tutustua tieteelliseen ja tekniseen sekä koulutuskirjallisuuteen.
Laskentatehtävää suoritettaessa on noudatettava seuraavaa menetelmää:
1) Piirrä kaavio pumppuyksiköstä hyväksytyn vaihtoehdon mukaisesti;
2) suorittaa putkilinjan laskenta, rakentaa verkon suunnitteluominaisuudet koordinaatteina: vaadittu nostokorkeus H, nestevirtaus V;
3) Suorita pumpun valinta ja piirrä pumpun ominaisuudet kaavioon, joka kuvaa verkon ominaisuuksia;
1. Selvitystehtävä
Alkutiedot:
nestemäinen vesi;
lämpötila t - 40 °C o;
kulutus V kaivo - 10 l / s - 0,01 m 3 / s;
geometrinen pää H g - 25 m;
paine säiliöissä - P 1 \u003d 0,1 MPa, P 2 \u003d 0,15 MPa;
putkilinjan kokonaispituus L - 150 m.
Paikalliset vastukset putkilinjassa ξ:
Imulinjassa:
imulaite (takaiskuventtiili suojaverkolla) 1 kpl = 4,3;
tasainen käännös (sisäänveto) 2 kpl = 0,14 * 2 = 0,28;
Painelinjalla:
venttiili (tai venttiili) 1 kpl. = 0,5;
tasainen kääntö (sisäänveto) 2 kpl. \u003d 0,14 * 2 = 0,28;
ulostulo putkesta (laitteeseen B) 1 kpl. = 1.
Juoksupyörän kierrosluku n = 3000 rpm.
Kuva 1. Pumppuyksikön kaavio.
2. Putkilinjan hydraulinen laskenta
2.1 Putken halkaisijan valinta
Putken halkaisija lasketaan kaavalla
(1)
missä d on putken halkaisija (laskettu), m;
V on määritetty nestevirtausnopeus, m 3 / s;
W on nesteen keskimääräinen nopeus, m/s.
Kohdan (1) mukainen laskenta suoritetaan erikseen imujohdolle ja painelinjalle, kun taas W otetaan imujohdolle 0,8 m/s, painejohdolle 1,5 m/s.
Todellinen putken halkaisija on
d 1 \u003d 159 x 5,0 mm
d 2 \u003d 108 x 5,0 mm
Putken hyväksytyn todellisen halkaisijan mukaan määritetään nesteen keskimääräinen nopeus
2.2 Pumpun asennuskorkeuden määrittäminen (imukorkeus)
Sallittu imukorkeus lasketaan kaavalla
missä on sallittu imukorkeus, m;
P 1 - annettu paine syöttösäiliössä, Pa;
R n.p. on nesteen tyydyttyneiden höyryjen paine tietyssä lämpötilassa, Pa;
Ƿ - nesteen tiheys, kg/m3;
Painehäviö imulinjassa, m;
Sallittu kavitaatioreservi, m
Hyväksytyn kavitaatioreservin määrittäminen
kriittinen tarjonta
missä V on pumpun kapasiteetti (nesteen virtausnopeus), m 3 / s;
n on pumpun juoksupyörän pyörimistaajuus, rpm.
Sallittua kavitaatioreserviä lisätään kriittiseen reserviin 20 ... 30 %
Päähäviön laskenta imulinjassa
Laskenta suoritetaan painehäviöiden lisäämisperiaatteen mukaisesti
(5)
missä λ on kitkakerroin;
l 1 - imujohdon pituus, m;
d 1 - imuputken halkaisija, m;
ξ arr.cl. ξ a.p. – paikallisten vastusten kertoimet;
w 1 - nesteen nopeus imujohdossa, m/s.
Kitkakerroin riippuu Reynoldsin kriteeristä Re ja suhteellisesta karheudesta
λ = f(Re,E) (6)
Renoldsin kriteeri lasketaan kaavalla
(7)
missä ρ on nesteen tiheys, kg/m3;
μ – dynaamisen viskositeetin kertoimet, Pa.s.
Suhteellinen karheus (sileys) lasketaan kaavalla
missä e on vastaavan karheuden arvo.
Renolds-kriteeriä laskettaessa osoitimme, että järjestelmä on turbulentti, mikä tarkoittaa, että kitkakerroin valitaan G.A.:n käyrän mukaan. Murina
Laskemme päähäviön kaavan (5) mukaan
pumpun putkilinjan sähkömoottori
Tehtävän l 1:n arvo liittyy tiettyyn h sun arvoon. . Siksi laskenta suoritetaan peräkkäisten approksimaatioiden menetelmällä. Tätä varten tarvitset:
Asetetaan arvolla l 1s m;
Määritä h p.s. ;
Laske h aurinko;
Tarkista kunto l 1 \u003d h dc +3 m
Poikkeama on alle 10 %, joten laskelma on oikein.
Poikkileikkauksen pituudet Sanelupisteessä Z6 Pohjassa V.B. Vedenkorkeus kaivossa Pumppausasemalla LVS Lload 1 78 50 52 50 51 19 106 Traktoreiden lukumäärä - 38, eläinlajit - ketut ja naalit, eläinten lukumäärä - 333 Kuva 1. Vesihuoltoverkoston kaavio. 1. Kylän vesihuollon laskenta 1. Kuluttajien arvioitujen kustannusten määrittäminen Vedenkulutuslaskelma rajoittuu määrittelyyn: ...
Mitkä ovat välttämättömiä rakentajalle tehdäkseen oikean päätöksen rakennusten sisäisestä asettelusta, valitakseen sopivat rakennusrakenteet. 1. Sisäisen vesihuollon teknisten verkkojen hankkeen laskenta 1.1 Kurssiprojektin toimeksianto Vaaditaan 40 asunnon kaksiosaisen viisikerroksisen asuinrakennuksen sisävesihuolto- ja tietoliikenneprojekti. Tämän talon laitteiden kokonaismäärä...
Pumppuyksikön kaavio
Pumput
Pumpun akselin korkeus h aurinkoa kutsutaan imunosturi imuputki tai imulinja h n soitti toimituspää injektio(paine) tai poistolinja H
1 - pumppu; 2 - vastaanottosäiliö; 3 – alkuperäinen säiliö; 4 - imuputki; 5 - poistoputki; 6 - tyhjiömittari; 7 - painemittari
Piirustus– Pumppuyksikön kaavio:
Pumpun toiminnalle on ominaista seuraavat parametrit:
Lähetys ( esitys) on nesteen tilavuus tai massa, jonka pumppu syöttää poistoputkistoon aikayksikköä kohti, K(m3/s; m3/h; kg/s; kg/h; l/h).
paine on ylimääräinen ominaisenergia, joka annetaan pumpussa olevan nesteen yksikkömassalle, H(m).
Akselin teho on pumppuun syötetty teho, N kohdassa (B).
,
Missä - pumpun hyötysuhde
Nettoteho on pumpun nesteelle toimitettu teho, N p(B).
,
– pumpattavan nesteen tiheys, kg/m 3 ;
– vapaan pudotuksen kiihtyvyys, m/s 2 ;
- pumpun virtaus, m 3 / s;
- pumppausyksikön pää, m.
Tehokkuus on pumpun hyötysuhteen mitta energiansiirron suhteen. Määritetään hyötytehon ja akselin tehon suhteena, η (%)
Energiatasojen ero, jonka vuoksi neste virtaa putkilinjan läpi, voidaan luoda koneenrakennuksessa laajasti käytetyn pumpun toiminnalla. Harkitse putkilinjan yhteistä toimintaa pumpun kanssa ja pumppuyksikön laskentaperiaatetta.
Kuvassa 2.1 näkyvä putkisto pumppaa nestettä alemmasta säiliöstä (lähdesäiliöstä) paineella P 1 toiseen säiliöön (vastaanottosäiliöön) paineella P 2. Pumpun akselin korkeus h aurinkoa kutsutaan imunosturi ja putkisto, jonka kautta neste tulee pumppuun, imuputki tai imulinja. Putkilinjan viimeisen osan korkeus h n soitti toimituspää ja putkisto, jonka kautta neste liikkuu pumpusta, injektio(paine) tai poistolinja. Korkeus putkilinjan alkuosasta viimeiseen H r:tä kutsutaan nesteen geometriseksi korkeudeksi.
Riisi. 2.1– Pumppuyksikön kaavio:
1 - pumppu; 2 - vastaanottosäiliö; 3 – alkuperäinen säiliö;
4 - imuputki; 5 - poistoputki;
6 - tyhjiömittari; 7 - painemittari
2.1.1. Pumppausyksikön korkeuden määrittäminen
Pumppausyksikön nostokorkeus voidaan esittää nesteen ominaisenergioiden erona ennen pumppua ja sen jälkeen.
missä on nesteen ominaisenergia ennen pumppua, m;
on nesteen ominaisenergia pumpun jälkeen, m.
Yleensä ominaisenergia voidaan esittää seuraavasti:
,
missä on paikan ominaispotentiaalienergia, m;
– paineen ominaispotentiaalienergia, m;
– ominaiskineettinen energia, m.
Merkitään leikkauksen nesteen absoluuttinen paine 4 –4 (osio painemittarin asennuspisteessä) R n on poistopaine ja absoluuttinen paine osassa 3 –3 merkitse R imupaine. Vertailutasolle otamme osan 1 –1 . Sitten ominaisenergia poikkileikkauksessa 4 –4 , eli sen jälkeen, kun pumppu on yhtä suuri kuin:
,
missä on nesteen nopeus ruiskutusputkessa, m/s.
Ominaisenergia poikkileikkauksessa 3 –3 , eli ennen pumppuun tuloa on yhtä suuri kuin:
,
missä on nesteen nopeus imuputkessa, m/s.
Sitten pumppuyksikön paine on yhtä suuri:
1 –1 Ja 3 –3 1 –1 :
,
1 –1 , eli alkuperäisessä säiliössä, m/s;
- painehäviö imuputkessa, m.
.
Kirjoitamme Bernoullin yhtälön jaksolle 4 –4 Ja 2 –2 , vertailutasolle otamme osan 1 –1 :
missä on nesteen nopeus poikkileikkauksessa 2 –2 eli vastaanottosäiliössä, m/s;
.
Korvaamme lausekkeet (2.7) ja (2.9) kaavaan (2.5):
.
.
Siten pumppuyksikön paine kuluu nesteen nostamiseen korkealle H D, paine-eron voittaminen R 2 ja R 1 ja voittamaan putkilinjan vastuksen h P.
Pumpun nostokorkeutta määritettäessä ominaisenergiat E 1 ja E 2 voidaan ottaa missä tahansa osassa ennen pumppua ja sen jälkeen. Mutta tässä tapauksessa on tarpeen ottaa huomioon painehäviö, kun neste liikkuu näiden osien välillä, ts. pumpun korkeus voidaan ilmaista seuraavasti:
.
2.1.2. Pumppausyksikön korkeuden mittaaminen instrumenteilla
Pumppuyksikön painetta voidaan mitata instrumenteilla: painemittarilla ja alipainemittarilla. Purkauspaine R n voidaan esittää seuraavasti:
missä on ilmanpaine, Pa;
- ylipaine, painemittarin lukemat, Pa.
Ja imupaine R Aurinko:
,
missä on tyhjiöpaine (tyhjiömittarin lukema), Pa.
Korvataan lausekkeet (2.11) ja (2.12) kaavaan (2.5):
.
.
varten pumppausyksikön korkeuden mittaaminen instrumenteilla on tarpeen lisätä painemittarin ja tyhjiömittarin lukemat, jotka ilmaistaan paineyksiköissä, näiden laitteiden välinen etäisyys ja nopeuspaineen erot poisto- ja imuputkissa.
Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö
Liittovaltion talousarvion koulutusosasto
Ammatilliset korkeakoulut
"Ufa State Oil Technical University"
Oktyabrskyssa
Mekaniikan laitos
ja teknologioita
Kurssityöt
"Pumppausyksikön laskenta"
tieteenala "Pumput ja kompressorit"
vaihtoehto 71
Valmistunut: Art. gr. BGRv-12-11 L.R. Tukhvatshina
Tarkastettu: dr. tekniikka. tieteet, prof. I.G. Arslanov
2014
Alkutiedot……………………………………………………………………………….3
1. Putkilinjan hydraulinen laskenta…………………………………………………..4
2. Putkilinjan hydraulisten ominaisuuksien rakenne…………………………..5
3. Pumpun valinta…………………………………………………………………………..12
4. Keskipakopumpun toiminnan säätö……………………………………………………………………………………13
5. Suurimman sallitun imukorkeuden määrittäminen………………………….14
6. Pumppuyksikön laite…………………………………………………………15
Bibliografinen luettelo………………………………………………………………17
Alkutiedot
|
Nestemäinen |
||
|
Arvioitu suorituskyky |
Q, m/h |
|
|
Viskositeetti |
cm/s |
0,12 |
|
Tiheys |
kg/m |
|
|
Kyllästetyn höyryn paine |
P, kPa |
|
|
Vastaanottava putki |
||
|
Pituus |
L , m |
|
|
Geometrinen imukorkeus |
H, m |
|
|
2 , 6 |
||
|
Vastaanottaa säiliön paineen |
P, Pa |
|
|
Paineputki |
||
|
Pituus |
L , m |
3000 |
|
geometrinen korkeus |
H, m |
|
|
Paikallisen vastuksen kokonaiskerroin |
||
|
Purkauspaine |
P, MPa |
0,18 |
1. Putkilinjan hydraulinen laskenta.
Pumppausyksiköiden ja pumppuasemien suunnittelukäytännössä putkilinjojen ja pumppauslaitteiden valinta suoritetaan laskemalla useita vaihtoehtoja eri putkien halkaisijoille minimoiden samalla putkilinjan lineaarisen osan rakentamiskustannukset ja sähköenergian kustannukset. kulutus pumppausyksiköiden käyttämiseen.
Purkauksen halkaisijoiden määrittäminen d H ja imu d B putkilinjat saadaan nopeuksien V keskiarvolla H, V B nesteiden liikkuminen putkissa, koska meillä on matalaviskositeettinen neste (ν = 0,08 cm 2/s< 0,1см 2 /с) то
V H = 1,5…3,0 m/s
V B = 0,8…1,2 m/s
Poisto- ja imuputkien sisähalkaisija lasketaan:
Saadut arvot d" H&d"B pyöristetään lähimpään halkaisijaan d H ja dB teollisuuden valmistamien putkien valikoiman mukaan GOST 873278:n mukaan niin, että pumppausnopeus V H ja V B pysyi hyväksyttävissä rajoissa.
Valitse d H = 108mm seinäpaksuudella 5mm => d" H = 147 mm
D B = 159 mm, seinämän paksuus 5 mm => d" B = 207 mm
2. Putkilinjan hydraulisten ominaisuuksien rakentaminen.
Liukulinjan ominaiskäyrän rakentamiseksi, ts. vaaditun pään riippuvuus H kuluttaa nestevirtauksesta Q s , määritetään kokonaispäähäviön pienennetyn ruiskutuskorkeuden ΔΖ arvo h nesteen kitka putkilinjan seiniä vasten h tr painehäviö paikallisissa vastuksissa h m:
Määritämme nesteen liikkeen nopeuden 7 nestevirtausmoodille:
ja putkien sisäpinnan karheuden suhteellinen ekvivalentti:
Määritä Reynoldsin luku:
Reynoldsin luvun perusteella määritämme Darcy-kertoimenλ :
Laminaaritilassa osoitteessa Re ≤ Re cr =2320 Darcy-kerroin lasketaan Stokesin kaavalla:
Pyörteisen nesteen virtausjärjestelmässä Darcy-kerroin lasketaan käyttämällä empiirisiä ja puoliempiirisiä kaavoja:
tasaisen kitkan alueella Re cr< Re ≤ Re " 1 = 15/К Э
Altshul-kaava
Kitkahäviöt määritetään Darcy Weisbachin kaavalla:
Paikallisten vastusten tappiot lasketaan kaavalla:
Totaalinen pään menetys h määräytyy kaavalla:
Tarvittava paine määritetään laskemalla yhteen kokonaispainehäviö h ja alennettu purkauskorkeus Ζ:
Taulukko 1. Putkilinjan hydraulisen laskennan tulokset.
|
Q, m/s |
V, m/s |
H, m |
H, m |
h, m |
Z , m |
H, m |
|||
|
0,001 ∙ Q = 0,001 |
1,635 0,013 |
39,71 |
2,26 1,62 |
0 ,001 0 ,284 |
0 ,35 0 ,003 |
0 , 638 |
93,0 3 |
93,638 |
|
|
0,2∙ Q = 0,011 |
0, 32 0, 64 |
5641 7943 |
0,0 369 0,0 3 |
0,0 1 12 , 24 |
0,0 13 0, 41 |
12,673 |
105,703 |
||
|
0,4∙ Q = 0,022 |
0, 65 1 , 296 |
11282 15887 |
0,0 31 0,02 8 |
0,0 5 48 , 91 |
0,0 55 1 , 71 |
50 , 725 |
143, 7 55 |
||
|
0,6∙ Q = 0,033 |
0, 98 1 , 945 |
16923 23831 |
0,02 88 0,02 54 |
0, 13 98 , 48 |
0, 12 3 , 85 |
102 , 58 |
195,61 |
||
|
0,8∙ Q = 0,044 |
1 , 308 2 , 593 |
22564 31774 |
0,02 71 0,02 60 |
0, 59 163 , 26 |
0, 22 6 , 85 |
170 , 56 |
263,59 |
||
|
1,0∙ Q = 0,055 |
1 , 635 3 , 242 |
28205 39718 |
0,0 437 0,02 65 |
0, 57 289 , 71 |
0, 35 10 , 71 |
301 , 2 |
394,23 |
||
|
1,2∙ Q = 0,066 |
1 , 504 3 , 890 |
33847 47662 |
0,02 50 0,02 36 |
0, 26 371 , 46 |
0, 29 15 , 42 |
387 , 43 |
480,46 |
||
3. Pumpun valinta.
Keskipakoinen vaakasuora poikkileikkausöljypumppu, joka on suunniteltu pumppaamaan vettä, öljyä, nesteytettyjä hiilivetykaasutuotteita lämpötiloissa miinus 30 - plus 200 celsiusastetta sekä muita nesteitä, jotka ovat samankaltaisia kuin fysikaalisille ja termisille indikaattoreille.
Pumpattava neste ei saa sisältää kiinteitä hiukkasia yli 0,2 paino-% ja kooltaan enintään 0,2 mikronia.
Pumppu on valmistettu GOST 26-06-1304-75:n vaatimusten mukaisesti 1. lisävarusteryhmän pumppuille sekä GOST 15150-69 ja GOST 16350-70 sekä ilmastovalmistajien tuotteiden vaatimusten mukaisesti.
Pumppu on tarkoitettu käytettäväksi tilojen ulkopuolella, missä käyttöolosuhteiden mukaan on mahdollista räjähdysvaarallisten kaasujen, höyryjen tai pölyn seosten muodostuminen ilman kanssa, jotka kuuluvat räjähdysluokkaan 1,2,3 ja ryhmiin T1, T2. , T3 ja T4 luokituksen mukaan.
Taulukko 2. Pumpun tekniset ominaisuudet.
|
Pumpun merkki |
Toimiva koko pyörät, mm |
Q, m/h |
H, m |
rpm |
Pumpun hyötysuhde η, % |
Teho N, kW |
|
|
pumpun akselilla |
sähkömoottori |
||||||
|
NPS 200/400"C" |
3 50 |
2950 |
61,5 |
31,2 |
|||
4. Keskipakopumpun säätö.
Kun pumppua säädetään muuttamalla juoksupyörien mittoja (kääntämällä), pumpun ominaisuudet muuttuvat suhteiden mukaan:
jossa isku osoittaa pumpun parametrit kääntämisen jälkeen.
Rakennamme putkilinjan hydraulisten ominaisuuksien ja pumpun ominaisuuksien kaaviossa kääntöparaabelin kaavan mukaan:
H = KQ, jossa K = H/(Q) = H cons/Qr;
Taulukko 3. Riippuvuus ( Q-H ) kääntyvälle paraabelille.
|
Q, m/h |
|||||||
|
H, m |
92 , 95 |
140,89 |
179,69 |
213,55 |
244, 14 |
272,71 |
Kun määritetään halkaisija kääntämisen jälkeen () sijaan Q ja H kääntyvän paraabelin ja käyrän leikkauspisteen koordinaatit korvataan H-Q pumppu, joka vastaa juoksupyörän halkaisijaa ennen kääntämistä ():
≈ 341 mm
Kun juoksupyörää käännetään, pumpun hyötysuhde muuttuu. Juoksupyörien leikkaamisen suhteelliset raja-arvot riippuvat nopeuskertoimesta.
Tarkoittaa arvoa n saa olla enintään 330.
5. Suurimman sallitun imukorkeuden määrittäminen.
Pumpun sallittu imukorkeus H määritetään yhtälöstä
H, missä
― hydrauliset kitkahäviöt ja paikallinen vastus imuputkessa;
n ― pumpun akselin kierrosten määrä minuutissa;
K ― pumpun toimitus, m/s (pumpulle, jossa on kaksitoiminen siipipyörä, Q/2);
C — Rudnev-kerroin — otetaan nopeuskertoimen mukaan n:
Siten H;
H > H = 80 m.
6. Pumppausyksikön laite.
Pumppuyksikköä kutsutaan useiksi pumppausyksiköiksi, jotka on yhdistetty toimimaan yhteisessä paineputkessa.
Pumppuyksikkö sisältää: pumpun, moottorin, putkistojen liittimet, mittauslaitteet ja laitteet pumpun täyttämiseksi nesteellä ennen käynnistystä sekä moottorin käynnistyslaitteet ja yksikön automaattiset ohjauslaitteet.
Pumppuyksikön layout on esitetty kuvassa. 2.
Riisi. 2. Pumppausyksikön laitteiston kaavio.
Pumppu 4 asennetaan yhdessä moottorin kanssa yhteiselle rungolle ja liitetään siihen joustavalla kytkimellä. Imuputkessa on suppilo 1. Imuputken vaakasuorat osat asetetaan nousulla pumppuun. Imuputkien tulee olla mahdollisimman lyhyitä, niissä on oltava mahdollisimman vähän liitoksia (kyynärpäät, mutkat, t-paidat jne.) ilmataskujen muodostumisen estämiseksi. Pumpun paineputkessa on takaiskuventtiili 8. Se on suunniteltu automaattiseen sammutukseen
pumppu painesarjasta, jos moottori sammuu. Pumpun kuristusohjausta ja paineverkosta irrottamista varten takaiskuventtiilin takana on venttiili 9. Venttiilit asennetaan nesteellä täytettyjen pumppujen imulinjoihin ennen käynnistystä tai kun pumput liitetään yhteiseen imujohtoon.
Ilman imu suoritetaan putkilinjan 6 kautta, ohjausta varten on asennettu ilmanliikkeen ilmaisin 5.
Pienivirtausyksiköissä (imuputken halkaisija alle 250 mm) imuputken päähän nestepinnan alapuolelle sijoitetaan jalkaventtiili. Tässä tapauksessa pumppu ja imuputki täytetään vedellä erityisestä täyttösäiliöstä kotelon yläosassa olevan suppilon ja hanan kautta.
Pumpun toimintaa ohjataan kolmitieventtiilin 2 kautta imuputkeen kytketyn alipainemittarin 3 ja poistolinjaan asennetun painemittarin 7 lukemien mukaan.
Pumppausasemilla teknologiset ohjauslaitteet ohjaavat kunkin pumpun virtausta ja painetta (painetta), veden virtausta teollisuuden vesihuoltojärjestelmissä, pumppujen tulvimista, roskakorien tukkeutumista jne. Tyhjiömittaria ja painemittaria käytetään mitata painetta. Pumpun imuputken paine mitataan alipainemittarilla, koska se on ilmakehän paineen alapuolella. Pumpun paineputkessa paine on ilmakehän paineen yläpuolella ja se mitataan painemittarilla.
Bibliografinen luettelo
1. Opetusväline kurssityöskentelyyn "Hydrauliset koneet ja kompressorit" -kurssin 1702 "Öljy- ja kaasukenttien koneet ja laitteet" päätoimisten, ilta- ja kirjekurssien opiskelijoille /
R.G. Nurutdinov, E.L. Huseynova. – Ufa: UGNTU Publishing House, 2003.
2. Pumput ja kompressorit / S.A. Abdurashitov, A.A. Tupitšenkov, I.M. Vershinin, S.M. Tenengolts. - M .: "Nedra", 1974. - 296 s.
3. Öljyn keskipakopumput: Luettelo - M.: TsINTIKhimneftemash, 1980. - 51 s.
