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

15 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

81586. Уровни структурной организации живого. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина (медицинская биохимия) 105.42 KB
  Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Жизнь имеет следующие уровни организации: Молекулярный уровень отражает особенности химизма живого вещества а также механизмы и процессы передачи генной информации Клеточный и субклеточный уровни отражают особенности специализации клеток а также внутриклеточные структуры. Организменный и органнотканевый уровни отражают признаки отдельных особей их строение физиологию поведение а также строение и функции органов и тканей живых существ Популяционновидовой уровень ...
81587. Основные разделы и направления в биохимии: биоорганическая химия, динамическая и функциональная биохимия, молекулярная биология 103.21 KB
  Биохимия включает в себя: Биоорганическая химия изучает вещества лежащие в основе процессов жизнедеятельности в непосредственной связи с познанием их биологической функции. Основные объекты БОХ биополимеры превращения которых составляют химическую сущность биологических процессов и биорегуляторы которые химически регулируют обмен веществ. БОХ занимается получением этих веществ в химически чистом состоянии установлением строения синтезом выяснением зависимостей между строением и биологическими свойствами изучением химических...
81588. История изучения белков. Представление о белках как важнейшем классе органических веществ и структурно-функциональном компоненте организма человека 111.39 KB
  Белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в XVIII веке в результате работ французского химика Антуана Фуркруа и других учёных в которых было отмечено свойство белков коагулировать денатурировать под воздействием нагревания или кислот. Голландский химик Геррит Мульдер провёл анализ состава белков и выдвинул гипотезу что практически все белки имеют сходную эмпирическую формулу. Мульдер также определил продукты разрушения белков аминокислоты и для одной из них лейцина с малой долей погрешности определил молекулярную...
81589. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение и свойства. Пептидная связь. Первичная структура белков 123.13 KB
  αАминокислоты представляют собой производные карбоновых кислот у которых один водородный атом у αуглерода замещен на аминогруппу NH2. Аминокислоты будут отличаться друг от друга химической природой радикала R представляющего группу атомов в молекуле аминокислоты связанную с αуглеродным атомом и не участвующую в образовании пептидной связи при синтезе белка. Почти все αамино и αкарбоксильные группы участвуют в образовании пептидных связей белковой молекулы теряя при этом свои специфические для свободных аминокислот...
81590. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Видовая специфичность первичной структуры белков (инсулины разных животных) 103.07 KB
  Видовая специфичность первичной структуры белков инсулины разных животных. Стабильность первичной структуры обеспечивается в основном главновалентными пептидными связями; возможно участие небольшого числа дисульфидных связей. В некоторых ферментах обладающих близкими каталитическими свойствами встречаются идентичные пептидные структуры содержащие неизменные инвариантные участки и вариабельные последовательности аминокислот особенно в областях их активных центров.
81592. Анализ сварочной деятельности на ООО «Строительное управление №7» 202 KB
  Современный технический прогресс в промышленности неразрывно связан с совершенствованием сварочного производства. Сварка как высокопроизводительный процесс изготовления неразъемных соединений находит широкое применение при изготовлении металлургического, химического и энергического оборудования...
81593. Расчет устройства на базе транзисторов разного типа 457.11 KB
  Статические характеристики транзисторов бывают двух видов: входные и выходные. Входные характеристики – это зависимость входного тока от входного напряжения при постоянном выходном напряжении. Для схемы с общей базой IЭ = f (UБЭ) при UБК = const. Входные характеристики представляют собой прямую ветвь открытого p-n перехода.
81594. Крылатые выражения из советских кинофильмов и их употребление в современном русском языке 1.46 MB
  Включает в себя знание языковых единиц в том числе с национально-культурным компонентом и умение использовать их в соответствии с социально-речевыми ситуациями; Социолингвистическая компетенция – знание особенностей национального речевого этикета и невербального поведения а также навыки...