Определить основные рабочие технологические параметры центробежного насоса, откачивающего нефть из резервуара с абсолютным давлением над уровнем нефти Р0. Давление на входе и выходе насоса равно соответственно Р1 и Р2 и измеряется манометрами в точках с геодезическими отметками Z1 и Z2. Показания расходомера насоса и ваттметра двигателя насоса составляют соответственно Q и W. Основные параметры насоса: диаметры всасывающего и нагнетательного патрубков равны между собой и равны D, частота вращения вала насоса n, номинальные параметры насоса Qo и Нo, допустимый кавитационный запас насоса при перекачке нефти hдоп. Насос перекачивает нефть плотностью и с давлением насыщенных паров Рs. Потери напора во всасывающем трубопроводе принять равными 3 м.
Примечание. К основным рабочим технологическим параметрам насоса относятся: напор, развиваемый насосом; допустимая высота всасывания; коэффициент быстроходности, полезная мощность насоса; к.п.д. насосного агрегата. Численные значения параметров насоса и характеристика перекачиваемой насосом нефти даны в таблице.
Дано: Марка насоса ЦНС 180-500,
Р0 = 1,0 кГс/см2 = 1,0·98100 = 98100 Па,(1,0 кГс/см2 = 98100 Па),
Р1 = 3,24 кГс/см2 = 3,24·98100 = 317844 Па,
Р2 = 49,8 кГс/см2 = 49,8·98100 = 4885380 Па,
z1 = 0,9 м, z2 = 1,4 м, Q = 182 м3/ч = 182/3600 = 0,0506 м3/с,
W = 302 кВт, D = 200 мм = 0,2 м, n = 3000 об/мин,
hдоп = 4 м, ρ = 0,870 т/м3 = 870 кг/м3,
Рs = 895 мм.рт.ст. = 119303,5 Па, (133,3 Па = 1 мм.рт.ст.),
hвс = 3 м
К основным параметрам центробежных насосов относятся величины, которые характеризуют работу насосов как гидравлических машин, а именно:
1. Производительность или подача;
2. Давление на входе и выходе насоса (напор на входе и выходе);
3. Полное давление, развиваемое насосом;
4. Полный напор, развиваемый насосом;
5. Коэффициент полезного действия;
6. Мощность;
7. Кавитационный запас насоса;
8. Критический и допустимый кавитационные запасы насоса;
9. Допустимая высота всасывания насоса;
10. Коэффициент быстроходности насоса.
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Н = 535,67 м; Нs= -31,35 м; ns= 22,12; Nпол = 231,332 кВт, η = 0,766
Решение
Определим полный напор, развиваемый насосом из формулы давления:
Р= ρ∙g∙Н
Н=Рρ∙g
гдеН – полный напор, развиваемый насосом;
Р – полное давление, определяемое выражением:
Р=Р2-Р1+ρU22-U122+ρ∙g(z2-z1)
где P1 и P2 - давление на входе и выходе насоса, Па; U1 и U2 - скорость жидкости на входе и выходе, м/с; g – ускорение свободного падения; Z1 и Z2 - геодезические отметки манометров, которыми измеряют давления P1 и P2.
По условию задачи диаметры всасывающего и нагнетательного патрубков равны между собой и равны D, следовательно, скорости движения U1 и U2 будут тоже равны, поэтому выражение для полного давления запишется:
Р=Р2-Р1+ρ∙gz2-z1=4885380-317844+870∙9,811,4-0,9=4571803,35 Па
Тогда полный напор:
Н=Рρ∙g=4571803,35870∙9,81=535,67 м
2.Определим кавитационный запас насоса.
Кавитационный запас насоса – это избыток удельной энергии жидкости на входе в насос над удельной энергией насыщенных паров жидкости:
h= Р1+ρ∙U122-Psρ∙g
где Рs – давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости
Определим скорость движения нефти во всасывающем патрубке:
U1=4Qπ∙D2=4∙0,05063,14∙0,22=1,6 м/с
Кавитационный запас насоса:
h= Р1+ρ∙U122-Psρ∙g=317844+870∙1,622-119303,5870∙9,81=23,4 м
3
. Допустимый кавитационный запас насоса:
∆hдоп=k∙∆hкр
где k – коэффициент запаса, принимаемый в размере 1,1-1,35; ∆hкр – критический кавитационный запас.
∆hдоп=1,1∙23,4=25,74 м
4. Определим допустимую высоту всасывания.
Допустимая высота всасывания насоса - это максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость во всасывающем трубопроводе над уровнем жидкости в резервуаре откачки, при которой в насосе не будет кавитации:
Нs=Р0-Рsρ∙g-U122g-∆hдоп-hвс
где Р0 - давление над уровнем жидкости в резервуаре откачки;
hвс - потери напора во всасывающем трубопроводе;
Δhдоп – допустимый кавитационный запас насоса
Допустимая высота всасывания:
Нs=98100-119303,5870∙9,81-1,6 22∙9,81-25,74-3=-31,35 м
Отрицательное значение HS свидетельствуют об отсутствии у насоса самовсасывающей способности
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
