Основные теоретические положения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПЕРЕСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Методические указания к выполнению практических работ

для студентов дневного вида обучения специальности 170200

«Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» и специальности

090700 «Проектирование и эксплуатация магистральных газопроводов»

 

 

Ухта, 2004

 

УДК 621.225+621.51

Б72

Бобылева Т.В., Батманова О.А. Пересчет характеристик центробежного насоса: Методические указания к выполнению практических работ. - Ухта: УГТУ, 2004. - 1 с., ил.

Методические указания предназначены для выполнения практических работ студентами дневного вида обучения специальностей МОН, ПЭМГ.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой МОН и ГП протокол №10 от 21.06.2004 г.

Рецензент Быков И.Ю. Редактор Довгань Л.Н.

 

План 2004 г., позиция 108.

Подписано в печать 14.09.2004 г. Компьютерный набор.

Объем 13 с. Тираж 100 экз. Заказ № 183.

© Ухтинский государственный технический университет, 2004 169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13.

Отдел оперативной полиграфии УТТУ. 169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.

Содержание

1. Пересчет характеристик центробежного насоса по вязкости перекачиваемой жидкости……………………………………………………4

Цель работы......................................................................................... 4

1.1 Основные теоретические положения............................................... 4

1.2 Порядок проведения работы………………………………………….6

1.3 Содержание отчета.......................................................................... 7

1.4 Контрольные вопросы..................................................................... 8

2. Пересчет характеристик центробежного насоса по частоте вращения

вала………………………………………………………………………….8

Цель работы.......................................................................................... 8

2.1Основные теоретические положения................................................ 8

2.2 Порядок проведения работы.......................................................... 9

2.3 Содержание отчета.......................................................................... 11

2.4 Контрольные вопросы.................................................................... 11

Библиографический список................................................................... 11

 

Пересчет характеристик центробежного насоса по вязкости перекачиваемой жидкости

Цель работы: знакомство с методикой пересчета и влиянием вязкости перека­чиваемой жидкости на гидравлическую характеристику насоса.

Основные теоретические положения

Промысловые центробежные насосы перекачивают жидкости, весьма разнооб­разные по своим характеристикам. Вода, перекачиваемая насосами, часто сильно минерализована и имеет плотность больше единицы. Лёгкие нефти, наоборот, имеют плотность меньше единицы. Сырая нефть и некоторые нефтепродукты также имеют плотность меньше единицы, но при этом их вязкость значительно выше (иногда в десятки раз), чем вязкость воды.

Поэтому при выборе и эксплуатации центробежных насосов часто приходится учитывать влияния плотности и вязкости на характеристику насоса, тем более что заводская характеристика соответствует работе насоса при перекачке воды с плотно­стью, равной единице.

Полезная мощность и потери мощности (за исключением механических потерь в сальниках и опорах) изменяются с изменением плотности перекачиваемой жидко­сти. С уменьшением плотности жидкости снижается полезная мощность и растёт до­ля механических потерь, вследствие чего снижается и к.п.д. насоса. С увеличением плотности, наоборот, увеличиваются полезная мощность, к.п.д. и доля потерь.

Характеристика Q – Н (подача – напор) насоса не изменяется в зависимости от плотности перекачиваемой жидкости. Давление, создаваемое насосом, изменяется прямо пропорционально изменению плотности жидкости.

Изменение вязкости жидкости в основном влияет на дисковые потери энергии и гидравлические сопротивления потоку жидкости в каналах насоса. Их изменение оказывает значительно большее влияние на потребную для привода насоса мощ­ность, чем изменение плотности жидкости и объёмных потерь. Поэтому при пере­качке вязких сырых нефтей и нефтепродуктов потери мощности резко возрастают, а к.п.д. насоса снижается. При этом уменьшаются напор и подача жидкости. Напор при нулевой подаче остаётся на том уровне, на котором он был при перекачке воды. Поэтому кривая Q-H с повышением вязкости становится круче.

Пересчёт характеристик насосов с условий перекачки воды на перекачку дру­гой, более вязкой жидкости строится на экспериментальных данных, так как теоре­тическое решение этого вопроса невозможно из-за сложности и недостаточной изу­ченности явлений, происходящих в насосах.

В большинстве методов используются пересчётные коэффициенты: для подачи (K_Q), напора (К_H) и к.п.д. (К_η) насоса. Зная технические показатели при подаче им воды (с индексом «в»), можно определить новые технические показатели при подаче вязкой жидкости (с индексом ν) по формулам

(1)

где - расход, напор и к.п.д. насоса при работе его на воде (на стан­дартной жидкости);

- расход, напор и к.п.д. насоса при работе на вязкой жидкости

Экспериментальные коэффициенты находятся в зависимости от числа Рейнольдса которое записывается для условий течения жидкости в рабочем колесе в следующей форме

(2)

где n – число оборотов колеса насоса, об/мин;

v – кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости, м²/с.

 

Увеличение числа Re соответствует увеличению подачи. При увеличении чис­ла Re влияние вязкости на характеристику насоса уменьшается. Например, у по­гружных центробежных насосов при Re > 2·10⁵ пересчётные коэффициенты практиче­ски равны единице. У некоторых поверхностных центробежных насосов для коэф­фициентов K_Q и К_H эта граница находится около Re > 7·10³. Кривая коэффициента К_η у поверхностных насосов близка к единице только при Re > 7·10⁴.

Насосы с большим коэффициентом быстроходности n_s менее чувствительны к увеличению вязкости перекачиваемой жидкости. Однако при большой вязкости жид­кости рекомендуется применять насосы с n_s = 85 – 100 для уменьшения числа ступеней.

На рисунке приведены графики изменения пересчётных коэффициентов ха­рактеристик в зависимости от числа Re.

Полезная мощность насоса N_nν при этом рассчитывается по формуле

(3)

а его потребляемая мощность N_ν

(4)

Порядок проведения работы

Исходными данными для пересчёта гидравлической характеристики насоса при работе его на вязкой жидкости являются зависимости: H=f₁(Q); N=f₂(Q); η=f₃(Q) при ρ = 1000 кг/м³; n = 1440 об/мин; ν = 1·10^-6 м²/с, полученные при выполнении ла­бораторной работы «Экспериментальное определение характеристики центробежно­го насоса». На основании полученных при стендовых испытаниях насоса графиков составляются зависимости «старой» (стандартной) характеристики на 4..5 режимах его работы. Затем по формуле (2) для каждого из выбранных режимов работы насоса рассчитывается значение чисел Re и по графику, представленному на рисунке, опре­деляются соответствующие им значения коэффициентов K_Q, K_H, К_η. Затем по фор­мулам (1) рассчитываются новые значения . Далее по формулам (3) и (4) последовательно рассчитываются значения N_nν и N_v. Полученные данные заносятся в таблицу 1.

Рисунок - Коэффициенты пересчета характеристик центробежных насосов (по П.Д. Ляпкову)

 

По результатам пересчёта на миллиметровой бумаге на одном и том же рисун­ке строятся стандартная и новая гидравлические характеристики.

По результатам работы анализируются полученные графики и делаются выво­ды о том, как влияет изменение вязкости перекачиваемой жидкости на характери­стику насоса.

Содержание отчета

 

1.3.1. Назначение работы и ее цель.

1.3.2. Основные расчетные формулы с указанием обозначения величин и их размерностей.

1.3.3. Заполнение таблицы.

1.3.4. Графики гидравлических характеристик.

1.3.5. Выводы.

 

 

Таблица 1 - Сравнительная характеристика центробежного насоса при различных значениях вязкости

 

Стандартная характеристика при ν = 1·10-6 м2/с	QB, м3/с
HB, м
NB, Вт
η, %
Пересчётные параметры	Re
KQ
KH
Kη
«Новая» характеристика при ν = …·10-6 м2/с	Qν, м3/с
Hν, м
Nnν, Вт
Nν, Вт
η, %

 

1.4 Контрольные вопросы

 

1. Где, в каких случаях в практической работе приходиться сталкиваться с гидравлической характеристикой насоса?

2. Известно, что при изменении вязкости перекачиваемой по трубе жидкости гидравлическая характеристика насоса изменяется. А изменяется ли гидравлическая характеристика трубопровода, по которому перекачивается жидкость?

3. Какие наиболее экономичные способы регулирования работы насоса вы
знаете? Останутся ли они теми же самыми при изменении вязкости перекачиваемой жидкости?

4. Изменяются ли с изменением вязкости перекачиваемой жидкости параметры оптимального и номинального режимов работы насоса?

5. Изменятся ли условия запуска и эксплуатации центробежного насоса, если изменилась вязкость перекачиваемой жидкости?

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: