80268

ВІРТУАЛЬНИЙ ПРИЛАД ДОСЛІДЖЕННЯ ВТРАТИ ТИСКУ НА ДІЛЯНЦІ ТРУБОПРОВОДУ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Склад та принцип дії насосної установки УНБ1 – 400х40 Установка змонтована на автомобілі КрАЗ–250 складається із силового агрегату карданного і проміжного валів коробки передач плунжерного насоса з навісним редуктором маніфольда допоміжного трубопроводу водоподавального блока цементного бачка поста керування з фарою для освітлення зубчастої муфти та випускної труби двигуна автомобіля. Технічна характеристика установки УНБ1400х40 Двигун Чотирикратний...

Украинкский

2015-02-16

75.5 KB

0 чел.

Лекція № 9_5к_10с_2011

ВІРТУАЛЬНИЙ ПРИЛАД ДОСЛІДЖЕННЯ ВТРАТИ ТИСКУ НА ДІЛЯНЦІ ТРУБОПРОВОДУ

Об’єкт дослідження – процес визначення втрат тиску у нагнітальному трубопроводі насосної установки УНБ1- 400х40.

Мета роботи -  отримання навичок моделювання віртуальних приладів, розрахунку та визначення необхідної кількості експериментів при вимірюванні параметрів за допомогою створеного приладу.

9.1. Призначення та область використання

Установку насосну УНБ1 – 400х40 використовують для нагнітання різних неагресивних рідин при цементуванні, гідропіскоструменній перфорації, гідравлічному розриві пластів та інших промивально-продавлювальних роботах, що проводяться на нафтових і газових свердловинах [2].

9.1.1. Склад та принцип дії насосної установки УНБ1 – 400х40

Установка змонтована на автомобілі КрАЗ–250 складається із силового агрегату, карданного і проміжного валів, коробки передач, плунжерного насоса з навісним редуктором, маніфольда, допоміжного трубопроводу, водоподавального блока, цементного бачка, поста керування з фарою для освітлення, зубчастої муфти та випускної труби  двигуна автомобіля [2]. 

Плунжерний насос 14Т1 складається із гідравлічної, привідної частин і редуктора. Механізм насоса працює за такою схемою: від коробки передач обертання передається на вал редуктора, від нього на зубчасте колесо, яке з’єднано з корінним валом насоса зубчастою муфтою. Корінний вал змушує рухатись шатуни, які приводять у зворотно поступальний рух крейцкопфи та плунжери.

До водо подавального блока, призначеного для подачі чистої води в цементозмішувач при замішуванні цементного розчину, входять відцентровий насос, коробка відбору потужності, карданні вали і проміжна опора.

Маніфольд складається з приймальної, напірної, наливної ліній, лінії скиду до основного плунжерного насосу та приймальної, напірної лінії до водо подавального насоса [2].

9.1.2. Технічна характеристика установки УНБ1-400х40

   

Двигун                                                                         Чотирикратний, дизельний           

Експлуатаційна потужність, кВт                             344

Коробка передач                                                       чотиришвидкісна

Місткість заправного бака, м3                                                    35

Насос високого тиску                                               14Т1

Найбільша ідеальна подача, дм3/с                             40

Найбільший тиск нагнітання, МПа                            40  

Діаметр трубопроводів, мм:       

  •  приймального                                           100
  •  нагнітального                                            50

Загальна довжина допоміжного

трубопроводу, м                                                            28

Тиск в насосі ЦНС 60-198, МПа                                 1,98

Подача , дм3/с                                                                16,6

Габаритні розміри установки, мм                                10550 х 2500 х 3500

Маса, кг                                                                           20750

9.2. Дослідження математичної моделі

9.2.1 Вихідні данні та параметри

Гідравлічний розрахунок трубопроводів використовується для визначення їх геометричних розмірів, а також для визначення втрат енергії на здолання місцевих гідравлічних опорів при проходженні по ним рідини [1]. В зоні місцевих  опорів виникає обтікання перешкод та деформація потоку, що є головним джерелом втрат енергії. Коефіцієнти місцевих опорів звичайно визначається при проведенні досліджень. Значення цих коефіцієнтів приводяться в довідниках по гідравліці[1]. Основними видами місцевих втрат напору можливо умовно розділити на такі групи: втрати, пов’язані зі зміною перерізу; втрати, які виникли при зміні напрямлення потоку; втрати пов’язані з протіканням через арматуру різного типу (крани, вентилі, фільтри та т. ін.) [1].

Для розрахунку трубопроводи поділяють на прості та складні. Простим є трубопровід, який складається з одної лінії труб та однакового або різного перерізу, але  з одною і тою  ж витратою рідини. Всі інші трубопроводи називають складними. Розрізняють також трубопроводи короткі (L<100d) та довгі (L>100d), де d  - діаметр трубопроводу. Для коротких трубопроводів основними видами втрат є місцеві втрати, а для довгих трубопроводів – втрати на тертя або розподілені.

Розрахунок трубопроводів проводять у наступній послідовності:

  1.  Схема трубопроводу розбивається на ділянки, які відрізняються одна від одної характером або величиною опору.
  2.  Встановлюються вихідні данні для відділення ділянок та всієї гідросистеми.
  3.  За допомогою формул та таблиць визначаються коефіцієнти лінійних та місцевих опорів.
  4.  Визначаються втрати тиску на кожній ділянці.

Втрати тиску Δp у трубопроводі [1]:

Δp = V2 γ/2g (λL/d + Σξ), МПа                                     (2.1),

Але враховуючи , що  швидкість V=Q/f, де fплоща поперечного перерізу трубопроводу, маємо [2]: 

Δp = Q2 [λLγ/(d2gf2) + Σξγ/(2gf2)],   МПа      (2.2)

P=(Q*Q*((l*L*Y)/(d*2*g*F*F)+(psi*Y)/(2*g*F*F)))*10/10**6;

F=(3,14*d*d)/4;

 де   λ коефіцієнт тертя потоку;

Q –витрати рідини, м3/с;

L– довжина трубопроводу, м;

γ - обємна вага середовища, кг/м3;

d – діаметр трубопроводу, м;

g – прискорення вільного падіння, м/с2;

 f – площа перерізу трубопроводу, м2;

ξ – коефіцієнт місцевих опорів;

Таблиця 2.1 – Визначення вихідних даних та переведення складових математичної моделі з символьного до машинного вигляду

Назва параметру та розмірність

Символьний вигляд

Машинний вигляд

Значення

Джерело

1

2

3

4

5

Витрати рідини, м3

Q

Q

0,087

завдання

Довжина трубопроводу, м

L

L

100

завдання

Обємна вага середовища, кг/м3

γ

Y

999,0

[2]

Діаметр трубопроводу, м

d

d

0,05

[2]

Прискорення вільного падіння, м/с2

g

g

9,8

завдання

Площа перерізу трубопроводу, м2

f

F

0,00875

завдання

Коефіцієнт місцевих опорів, в.о

ξ

psi

11

завдання

Коефіцієнт тертя потоку, в.о.

λ

l

0,038

завдання

Втрати тиску, МПа

Δp

Р

-

-

Перелік посилань

1 Коваль П.В. Гидропривод горных машин. -  М.: Недра, 1967. – 387с.

2 Світлицький В.М., Ягодовський С.І., Галустян Г.Р. Поточний  та капітальний ремонт свердловин. – К.: Логос, 2001. – 344 с.

3 Універсальна десяткова класифікація (УДК): У 2 кн. Кн.1. Таблиці: Пер. З англ./ Голов. Ред. М.І. Сенченко; UDC, Consortium, Кн. Палата України.-К.:Кн. палата України, 2002.-932с.

4 Государственный классификатор продукции и услуг (ДК 016-97). Издательство официальное. 2 том, разделы 24-29. Киев, Госстандарт Украины,      1998-176с.

5 ГОСТ 28922 – 91  - Установки насосные передвижные нефтепромысловые. Типы и основные параметры. М.: Издательство стандартов, 1991.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38920. Исследование Свойств энтропии одиночных отсчетов случайных последовательностей 107 KB
  Цель работы Численное определение величины энтропии последовательностей дискретных случайных величин. Краткие теоретические сведения Согласно классической теории информации минимальное количество данных на один отсчет необходимых при идеальном кодировании дискретной случайной величины X определяется распределением вероятностей этой величины Pxi. Квантование непрерывной случайной величины преобразует эту величину в дискретную. Очевидно что полученный при этом результат будет зависеть как от плотности распределения вероятностей...
38921. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ 2.4 MB
  В каждом узле присутствует 2 степени свободы: X –перемещение вдоль оси X; Z – перемещение вдоль оси Z. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: X –перемещение вдоль оси X; Z – перемещение вдоль оси Z; UY – поворот вокруг оси Y. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: Z – перемещение вдоль оси Z; UX – поворот вокруг оси X; UY – поворот вокруг оси Y. В каждом узле присутствует 3 степени свободы: X – перемещение вдоль оси X; Y – перемещение вдоль оси Y; Z – перемещение вдоль оси Z.
38922. МЕТАДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ СИСТЕМАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ В ПРОЕКТИРОВАНИИ 5.29 MB
  Расчёт элементов каменных и армокаменных конструкций по подпрограмме КАМИН SCD Office 11. Анализ результатов армирования бетонных элементов и конструкций по программе АРБАТ SCD Office 11. Расчёт элементов деревянных конструкций по подпрограмме ДЕКОР SCD Office 11. Расчёт элементов оснований и фундаментов по программе ЗАПРОС SCD Office 11.
38923. Автоматизированные системы, используемые в лабораторном проектировании 6.9 MB
  После этого щелкните по кнопке – Подтвердить. После этого щёлкните по кнопке – Применить. Щелкните по кнопке Сохранить. Щелкните по кнопке – Перерисовать.
38924. Измерение параметров оптического изображения 202.44 KB
  Таким образом в процессе вывода зарядов из ФЭП осуществляется второй этап преобразования: где – емкость выходной структуры ТВД.9 можно записать в виде Здесь в явной форме представлено соотношение между амплитудой сигнала от объекта и освещенностью создаваемой объектом на входе ФЭП. Амплитуда видеосигнала ; ток сигнала на выходе ФЭП; нагрузочное сопротивление коэффициент усиления видеоусилителя. Для описания свойств ФЭП как преобразователя световой энергии в энергию электрического...
38925. Основные алгоритмы телевизионных измерений 167 KB
  Алгоритмы предназначены для измерения геометрических энергетических и цветовых параметров протяженного объекта находящегося в поле зрения ТВД. Употребляемый по отношению к алгоритмам термин внутрикадровые означает чтo измерение параметра объекта выполняется на основе информации сосредоточенной в одном телевизионном кадре. Результат однократного измерения характеризует состояние объекта в момент съемки текущего кадра. Пересчет цифрового параметра объекта в его значение выраженное в соответствующих единицах измерения производится по...
38926. Межкадровая фильтрация и измерение динамических параметров 56 KB
  Кроме того изменения параметров динамического объекта за время Тк невелики опять же не всегда а в подавляющем большинстве случаев. применение к последним межкадрового усредения приведёт скорее всего к нежелательным последствиям например размазыванию изображения движущегося объекта. Но обычно перед ТВсистемами стоит задача измерения динамических параметров в частности непрерывный контроль за текущим состоянием объекта которые не могут быть определены однократным измерением. Так например скорость объекта где – положения...
38927. Представление и преобразование цифровых сигналов в телевизионных измерительных системах 31.5 KB
  Оцифровка представление объекта изображения или сигнала в дискретном наборе цифровых замеров. Для решения задач машинной графики обработки и распознавания изображений используются следующие этапы преобразования изображения: Предварительная обработка – операции восстановления фильтрации улучшения визуального восприятия изображения. Формирование графического препарата – обработка с целью вычленения характерных особенностей изображениясегментация выделение контуров скелетизация Анализ – выявление характерных особенностей...
38928. Простой пороговый метод нелинейной фильтрации импульсных помех 51.5 KB
  Сигнал от каждого из элементов массива анализируемого изображения сравнивается со средним значением сигнала для небольшой группы mxn в окрестностях данного элемента Здесь m и n – нечётные числа. Анизотропная фильтрация Анизотропная фильтрация относится к категории линейных процедур цифровой обработки массива [Eij ]. Он заключается выполнении операции свёртки исходного массива изображения формата M×N со скользящим сглаживающим массивом [W] меньшего формата m×n ядро свёртки. А поскольку в АТСН работающих в реальном масштабе времени...