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 180-340,
Р0 = 1,03 кГс/см2 = 1,03·98100 = 101043 Па,(1,0 кГс/см2 = 98100 Па),
Р1 = 2,25 кГс/см2 = 2,25·98100 = 220725 Па,
Р2 = 32,2 кГс/см2 = 32,2·98100 = 3158820 Па,
z1 = 1,1 м, z2 = 1,6 м, Q = 200 м3/ч = 0,056 м3/с,
W = 222 кВт, D = 200 мм = 0,2 м, n = 1500 об/мин,
hдоп = 4 м, ρ = 0,865 т/м3 = 865 кг/м3,
Рs = 1100 мм.рт.ст. = 146630 Па, (133,3 Па = 1 мм.рт.ст.),
hвс = 3 м
Нужно полное решение этой работы?
Ответ
Н = 347 м; Нs= -18,5 м; ns= 16; Nпол = 164,8 кВт, η = 0,74
Решение
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 кавитационный запасы насоса;
9. Допустимая высота всасывания насоса;
10. Коэффициент быстроходности насоса.
1. Определим полный напор, развиваемый насосом:
Р= ρ∙g∙Н
Н=Рρ∙g
где Р – полное давление, определяемое по формуле:
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=3158820-220725+865∙9,811,6-1,1=2942337,83 Па
Тогда полный напор:
Н=Рρ∙g=2942337,83865∙9,81=347 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∙0,0563,14∙0,22=1,8 м/с
Кавитационный запас насоса:
h= Р1+ρ∙U122-Psρ∙g=220725+865∙1,822-146630865∙9,81=8,8 м
3
. Допустимый кавитационный запас насоса:
∆hдоп=k∙∆hкр
где к – коэффициент запаса, принимаемый в размере 1,1-1,35; ∆hкр – критический кавитационный запас.
∆hдоп=1,2∙8,8=10,6 м
4
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
