Нужна помощь в написании работы?

            Произвести гидравлический расчет насосной установки для перекачки нефти с расходом Q, если известно, что всасывающий трубопровод насоса, присоединенный к заборному резервуару на глубину а от свободной поверхности, имеет длину  lвс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой.  Нагнетательный трубопровод длиной  lнг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки. Максимальная высота взлива нефти в напорном резервуаре равна hн, а избыточное давление над её поверхностью p1 = 196,2 Па. поверхность земли в пункте установки напорного резервуара возвышается над поверхностью земли, где установлен заборный резервуар, на Hг.

Перекачиваемая жидкость имеет вязкость ν и плотность ρ при температуре 10о С.

Полагая, что насосная станция работает круглосуточно, необходимо определить диаметр всасывающего и напорного трубопроводов -  dвс и  dнг, высоту расположения насосов относительно уровня нефти в заборном резервуаре, считая, что абсолютное давление над её поверхностью (р2)  равно 40 кПа, полный напор насоса, тип и марку насоса для подачи заданного количества жидкости, мощность  и тип электродвигателя.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4

Наименование данных, единица измерения

Значение

Производительность насоса Q, м3/ч

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

210

Глубина присоединения всасывающего трубопровода а, м

2,0

Длина всасывающего трубопровода lвс, м

12

Длина нагнетательного трубопровода lнг, м

2000

Высота нефти в напорном резервуаре равна hн, м

11

Геодезическая разность отметок Hг, м

90

Вязкость нефти ν, м2/с

0,35

Плотность нефти ρ, кг/м3

895

Избыточное давление над поверхностью нефти в напорном резервуаре p1, Па

196,2

Абсолютное давление над поверхностью нефти в заборном резервуаре p2, кПа

40

           

Рис. 3. Схема насосной установки.

Решение: Для перекачки жидкости данной вязкости с данным расходом должен применяться центробежный насос (см. Приложение 3).

Определим диаметры всасывающего и напорного трубопроводов. Из указаний к выполнению задачи:

 м/с и   м/с.

            Тогда          .

м и м.

            По ГОСТ 8732 - 78 выбираем для всасывающего трубопровода трубы 426х9 с внутренним диаметром dвс = 0,408 м и для напорного трубопровода 325х9 с внутренним диаметром dнг = 0,307 м.

            Уточним скорости движения нефти в трубопроводах

.

= 1,26 м/с;   = 2,23 м/с.

            Определим режимы течения жидкости в трубопроводах, Для этого вычислим числа Рейнольдса в трубопроводах

.

=30542.

= 22981.

        Так как >2320 и >2320, то режим течения в обоих трубопроводах турбулентный (2320 - критическое число Рейнольдса).

            Коэффициент гидравлического трения определим по формуле Блазиуса:

.

                                     = 0,0239;    = 0,0257.                                    

            Определим потери напора в трубопроводах.      

            Всасывающий трубопровод насоса имеет длину  lвс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Значит

,

где и  - коэффициенты местного сопротивления плавных поворотов и обратного клапана с сеткой соответственно (из Приложения 2).

= 0,542 м.

            Нагнетательный трубопровод длиной  lнг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки.

,

где   - коэффициент  местного сопротивления задвижки (из Приложения 2).

= 44,768 м.

            Составим уравнение Бернулли для всасывающего трубопровода

,

где - абсолютное давление на входе насоса.

            За нулевую отметку взят уровень поверхности земли, где установлен заборный резервуар.

            Пусть = 1,0 м. Тогда

.

            Откуда =  43311 Па (абсолютное давление на входе в насос).

            Составим уравнение Бернулли для напорного трубопровода

,

            где - абсолютное давление на выходе из насоса; - атмосферное давление, = 100 кПа.

            За нулевую отметку взят уровень поверхности земли, где установлен заборный резервуар.

.

            Откуда = 1371252 Па (абсолютное давление на выходе из насоса).

            Напор, создаваемый насосом

= 151,25 м.

            Полезная мощность насоса

= 77465 Вт.

            Так как характеристики насосов приводятся для работы на воде, то их необходимо пересчитать для работы на вязкой жидкости.

 = 15832.

            По номограмме Ляпкова(Уч.:Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры, стр.44)

            Выбираем 2 насоса ЦНС 105-196 включенных параллельно (Из таблицы 4 Приложения 4), у которого Кн =0,74 (КПД насоса 74 %) и высота всасывания hкр = 5,5 м.

            Приводная мощность установки (2 насоса)

 = 149546 Вт.

            Для привода насосов выбираем 2 электродвигателя AB 250M2 (Электродвигатели взрывозащищенные серии АВ: двигатели трехфазные с короткозамкнутым ротором предназначены для продолжительного режима работы от сети переменного тока частотой 50 Гц номинального напряжения 660/380 В для внутренних и наружных установок взрывоопасных видов производств химической, газовой, нефтеперерабатывающей и других видов промышленности)  с частотой вращения 3000 об/мин и мощностью 90 кВт (∑ N 160кВт).

           

            Проверим условие всасывания насоса.  Воспользуемся условием безкавитационной работы центробежного насоса:

,

где - абсолютное давление над уровнем жидкости в резервуаре,   =40 кПа;  - критическое давление при котором происходит кавитация в насосе (срыв режима всасывания); - давление паров жидкости (из Приложения 1 при 10 град = 5750 Па); А - коэффициент противокавитационного запаса.

=  48290 Па.

,

где а - коэффициент, зависящий от hкр, а = 1,2; Кф.к. - коэффициент формы колеса (рабочего), Кф.к. = 1,1; Кж - коэффициент природы жидкости, Кж = 0,89.

            Тогда

.

            Или - условие безкавитационной работы центробежного насоса не выполняется. Определим z, при котором условие безкавитационной работы центробежного насоса будет выполняться.

.

            Откуда м (Это означает что для подавления кавитации требуется подпор, что практически возможно, насос необходимо будет установить ниже уровня жидкости опорожняемой ёмкости на 3,1 м).


Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Поделись с друзьями