87073

Расчёт насосной установки

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В практике проектирования насосных установок и насосных станций выбор трубопроводов и подбор насосного оборудования осуществляется просчётом нескольких вариантов при различных диаметрах труб с минимизацией затрат на строительство линейной части трубопровода и стоимости расхода электрической энергии на привод насосных агрегатов.

Русский

2015-04-17

360 KB

12 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного

Учреждения высшего профессионального образования

«Уфимский  государственный нефтяной технический университет »

в г.Октябрьский

Кафедра механики

и технологии машиностроения

Курсовая работа

«Расчёт насосной установки»

по дисциплине «Насосы и компрессоры»

вариант 71

Выполнил: ст. гр. БГРв-12-11                                            Л.Р.Тухватшина

Проверил: д-р. техн. наук, проф.                                        И.Г. Арсланов                    

2014 г.

Содержание

с.

Исходные данные……………………………………………………………………….3

1.  Гидравлический расчёт трубопровода……………………………………………..4

2.Построение гидравлических характеристик трубопровода………………………..5

3. Выбор насоса………………………………………………………………………..12

4. Регулирование работы центробежного насоса……………………………………13

5. Определение предельно допустимой высоты всасывания……………………….14

6. Устройство насосной установки…………………………………………………...15

Библиографический список…………………………………………………………...17

        

        Исходные данные

Жидкость

Расчётная производительность

Q, м/час

200

Вязкость

, см/с

0,12

Плотность

, кг/ м

890

Давление насыщенных паров

P, кПа

40

Приёмный трубопровод

Длина

L, м

20

Геометрическая высота всасывания

H, м

-3

Суммарный коэффициент местных сопротивлений

2,6

Давление в приёмном баке

P, Па

10

Напорный трубопровод

Длина

L, м

3000

Геометрическая высота

H, м

80

Суммарный коэффициент местных сопротивлений

20

Давление нагнетания

P, МПа

0,18

1.  Гидравлический расчёт трубопровода.

В практике проектирования насосных установок и насосных станций выбор трубопроводов и подбор насосного оборудования осуществляется просчётом нескольких вариантов при различных диаметрах труб с минимизацией затрат на строительство линейной части трубопровода и стоимости расхода электрической энергии на привод насосных агрегатов.

Для определения диаметров нагнетательного dH и всасывающего dB трубопроводов задаются средним значением скоростей VH, VB движения жидкостей в трубах, т.к. у нас маловязкая жидкость ( ν = 0,08см2/с < 0,1см2/с ) то

VH = 1,5…3,0 м/с

VB = 0,8…1,2 м/с

Рассчитывается внутренний диаметр нагнетательного и всасывающего трубопроводов:

Полученные значения d'H и d'B округляем до ближайших величин диаметров dH и dB по сортаменту труб, выпускаемых промышленностью, согласно ГОСТ 8732–78, таким образом, чтобы скорости перекачки VH и VB оставались в допускаемых пределах.

Выбираем     dH = 108мм с толщиной стенки 5мм => d'H = 147мм

   dB = 159мм с толщиной стенки 5мм => d'B = 207мм


2.Построение гидравлических характеристик трубопровода.

Для построения характеристики трубопровода, т.е. зависимости потребного напора Нпотр от расхода жидкости Qр, определяется величина приведённой высоты нагнетания ΔΖ' суммарных потерь напора h на трение жидкости о стенки трубопровода hтр потерь напора на местных сопротивлениях hм:

Определяем скорость движения жидкости для 7 режимов расхода жидкости:

и  относительный эквивалент шероховатости внутренней поверхности труб:

Определяем число Рейнольдса:

Исходя из числа Рейнольдса определяем коэффициент Дарси λ:

Для ламинарного режима при ReReкр =2320 коэффициент Дарси рассчитывается по формуле Стокса:

         

Для турбулентного режима течения жидкости коэффициент Дарси рассчитывается по эмпирическим и полуэмпирическим формулам:

в зоне гладкого трения   Reкр < ReRe'1= 15/КЭ

–– формула Альтшуля

Потери на трение определяются по формуле Дарси – Вейсбаха:

Потери на местных сопротивлениях вычисляются по формуле:

Суммарные потери напора h определяем по формуле:

Потребный напор определяем сложением суммарных потерь напора h и приведённой высоты нагнетания Ζ:

                  Таблица 1. Результаты гидравлического расчёта трубопровода.

Q, м/c

V, м/с

Re

λ

H, м

H, м

h, м

Z, м

H, м

0,001Q=

0,001

В

Н

1,635

0,013

39,71

282

2,26

1,62

0,001

0,284

0,35

0,003

0,638

93,03

93,638

0,2∙Q=

0,011

В

Н

0,32

0,64

5641

7943

0,0369

0,03

0,01

12,24

0,013

 0,41

12,673

105,703

0,4∙Q=

0,022

В

Н

0,65

1,296

11282

15887

0,031

0,028

0,05

48,91

0,055

 1,71

50,725

143,755

0,6∙Q=

0,033

В

Н

0,98

1,945

16923

23831

0,0288

0,0254

0,13

98,48

0,12

 3,85

102,58

195,61

0,8∙Q=

0,044

В

Н

1,308

2,593

22564

31774

0,0271

0,0260

0,59

163,26

0,22

 6,85

170,56

263,59

1,0∙Q=

0,055

В

Н

1,635

3,242

28205

39718

0,0437

0,0265

0,57

289,71

0,35

10,71

301,2

394,23

1,2∙Q=

0,066

В

Н

1,504

3,890

33847

47662

0,0250

0,0236

0,26

371,46

0,29

15,42

387,43

480,46

 

3. Выбор насоса.

        

Насос центробежный горизонтальный нефтяной секционный предназначенный для перекачивания воды, нефти, сжиженных углеводных газонефтепродуктов при температуре от минус 30 до плюс 200 градусов Цельсия, а также других жидкостей, похожих с приведенными за физико-термическими показателями.
Перекачиваемая жидкость не должна содержать твердых частиц в количества более чем 0,2% по массе и размером не более 0,2 мкм.
Насос выпускается в соответствии с требованиями ГОСТа 26-06-1304-75 к насосам 1-й группы принадлежности, а также к требованиям ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 16350-70 и изделий в климатических изготовлениях.
Насос предназначен для работы не в помещении, где по условиям работы возможное образование взрывоопасных смесей газов, паров или пыли с воздухом, которые относятся к категории взрывоопасности 1,2,3 и группам Т1, Т2, Т3 и Т4 согласно классификации.         

       Таблица 2. Техническая характеристика насоса.

Марка насоса

Размер рабочего

колеса, мм

Q, м/ч

H, м

об/мин

КПД насоса η,  %

Мощность N, кВт

на валу насоса

электро-двигателя

НПС 200/400"C"

350

200

400

2950

61,5

31,2

40

4. Регулирование работы центробежного насоса.

При регулировании насоса путём изменения размеров рабочих колёс (обточки) характеристики насоса будут изменяться по соотношениям:


где штрихом обозначены параметры насоса после обточки.

На графике гидравлической характеристики трубопровода и характеристики насоса построим параболу обточки по формуле:

H=KQ, где K=H’/(Q’)=Hпотр/Qр;

                     Таблица 3. Зависимость (Q-H) для параболы обточки.

Q,  м/ч

0

18

36

54

72

90

108

H, м

0

92,95

140,89

179,69

213,55

244, 14

272,71

               

При определении диаметра после обточки () вместо Q и H подставля-ются координаты точки пересечения параболы обточки и кривой H-Q насоса, соответствующей диаметру рабочего колеса до обточки ():

341 мм

При обточке рабочего рабочего колеса изменяется кпд насоса. Предельные относительные величины обрезки рабочих колёс зависят от коэффициента быстроходности.

значит значение n должно быть не больше 330.

5. Определение предельно допустимой высоты всасывания.

Допустимая высота всасывания насоса H определяется из уравнения

H, где

 ― гидравлические потери на трение и местное сопротивление во всасывающем трубопроводе;

n ― число оборотов вала насоса в минуту;

Q ― подача насоса, м/с (у насоса с колесом двухстороннего действия следует принимать Q/2);

C ― коэффициент Руднёва ― принимается в зависимости от коэффициента быстроходности n:

Таким образом, H;

H > H=80 м.

6. Устройство насосной установки.

Насосной установкой называют несколько насосных агрегатов, объединенных для работы на общий напорный трубопровод.

В состав насосного агрегата входят: насос, двигатель, трубопроводная арматура, измерительные приборы и устройства для заполнения насоса жидкостью перед пуском, а также пусковые устройства двигателя и приборы автоматического управления агрегатом.

Схема компоновки насосного агрегата изображена на рис. 2.

                     Рис. 2. Схема оборудования насосной установки.

Насос 4 установлен вместе с двигателем на общей раме и соединен с ним эластичной муфтой. На всасывающем трубопроводе находится воронка 1. Горизонтальные участки всасывающего трубопровода укладываются с подъемом к насосу. Всасывающие трубы должны быть возможно меньшей длины, иметь наименьшее число фасонных частей (колен, отводов, тройников и др.), чтобы исключить образование воздушных мешков. На напорном патрубке насоса расположен обратный клапан 8. Он предназначен для автоматического отключения

насоса от напорного коллектора в случае остановки двигателя. Для дроссельного регулирования насоса и отключения его от напорной сети за обратным клапаном расположена задвижка 9. На всасывающих линиях задвижки устанавливаются у насосов, заливаемых жидкостью перед пуском или при присоединении насосов к общей всасывающей линии.

Отсос воздуха осуществляется по трубопроводу 6, для контроля установлен, указатель движения воздуха 5.

В агрегатах небольшой подачи (диаметр всасывающей трубы менее 250 мм) на конце всасывающей трубы под уровнем жидкости помещают приемный клапан. В этом случае насос и всасывающую трубу через воронку и кран в верхней части корпуса заполняют водой из специального заливочного бака.

Контроль за работой насоса ведется по показаниям вакуумметра 3, подключаемого к всасывающей линии через трехходовой кран 2, и манометра 7, установленного на нагнетательной линии.

На насосных   станциях  аппаратура технологического контроля обеспечивает контроль расхода и давления (напора) каждого насоса, течения                     воды в системах технического водоснабжения, залива насосов, засорения сороудерживающих решеток и др. Для измерения давления применяют вакуумметр и манометр. Давление во всасывающем трубопроводе насоса измеряется вакуумметром, так как оно ниже атмосферного. В напорном патрубке насоса давление выше атмосферного и измеряется манометром.

Библиографический список

        1. Учебно-методическое пособие к курсовой работе для студентов дневной, вечерней и заочной форм обучения специальности 1702 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» курса «Гидромашины и компрессоры»/

Р.Г. Нурутдинов, Е.Л. Гусейнова.― Уфа: Издательство УГНТУ, 2003.

        2. Насосы и компрессоры/С.А. Абдурашитов, А.А. Тупиченков, И.М. Вершинин, С.М. Тененгольц.― М.: «Недра», 1974.― 296с.

        3. Нефтяные центробежные насосы: Каталог.― М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1980.― 51 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71232. Исследование влияния величины внешнего давления горной породы на крепь ствола обсадной колонны во временном интервале 37.27 KB
  Цель работы: Получение навыков работ с применением ЭВМ и расчетных программ при исследовании процессов взаимодействия крепи ствола обсадной колонны и горной породы во времени. Исходные данные: Внутренний радиус трубы м Внешний радиус трубы м Внешний радиус цементной оболочки...
71233. Исследование влияния факторов процесса установившейся циркуляции бурового раствора по трубам и затрубном пространстве на величину суммарных гидравлических потерь 98.47 KB
  Цель работы: Получение навыков работ с применением ЭВМ и расчетных программ при исследовании процессов движения жидкости по трубам и затрубном пространстве скважины. Исходные данные: Плотность, кг/м3 Динамическое напряжение сдвига, Па Пластическая вязкость...
71234. Исследование влияния оттока (протока) бурового раствора через стенку скважины на величину гидравлических потерь в затрубном пространстве скважины 44.06 KB
  Цель работы: Получение навыков работ с применением ЭВМ и расчетных программ при исследовании процессов движения жидкости по трубам и затрубном пространстве скважины с возможным оттоком и притоком бурового раствора. Исходные данные: Подача насосов м3 с Объемная проницаемость...
71235. Статистическая сводка и группировка 20.94 KB
  Цель работы: овладеть методикой проведения группировок для определения взаимосвязи изучаемых признаков и изучения состава однородной совокупности. Порядок выполнения работы Осуществить аналитическую группировку статистических данных для определения взаимосвязи...
71236. Статистическое наблюдение 21.22 KB
  Цель исследования: для изучения загруженности школьников. Объект наблюдения: ученики средней школы №2 г. Владимира(9 класс) Единица наблюдения: ученик. Программа наблюдения: Перечень признаков: внимательность ребенка, самостоятельность, активность, усидчивость, утомляемость, общительность со сверстниками (друзьями).