Определение диаметра рабочего колеса насоса при обточке.

Коэффициент сети К, ч²/м⁵, определяем по формуле:

К =

где Н_с – сопротивление сети, Н_с = 88,28 м

Q_p – заданная рассчётная подача жидкости, м³/ч.

К = = 0,0032426 ч²/м⁵

Зная параметр параболы обточки К, определяем Н₁ и Н₂ согласно формуле:

Н = К * Q²_p

Тогда

=0,0032426* =83,01м

=0,0032426* =105,06м

Задавшись несколькими значениями подачи в пределах от 0 до (1,2–1,4) Q_p, строим параболу обточки

 

 

Таблица 5 - Регулирование работы центробежного насоса

Q	Q^2	K	H = KQ^2p
		0,0032426
		2,92
		\11,67
		26,27
		46,69
		63,55
		83,01
		88,28
		105,06

 

Диаметр колеса после обточки определяем согласно уравнению:

D’₂ = * D₂

D’₂ = _* 245 = 225 мм

Изменение к.п.д. насоса после обточки η% определили по формуле:

η’ = 1 – (1 – η_р) ()^0,25

где η_р – к.п.д. в режимной точке,

D₂ – диаметр колеса, мм

D’₂ – диаметр колеса после обточки, мм

η’= 1-(1-0,63)( =0,6220

При обточке лопатки лопастного колеса характеристики насоса при сохранении постоянного числа оборотов измеряют согласно формуле:

Q’ = Q _* ()

H’ = H _* ()²

N’ = N _* ()³

С помощью этих формул строим новые характеристики

Таблица 6 - Значения характеристик насоса после обточки

Q		Q’	H	()^2	H’	N	)^3	N’
	0.92		76,725	0,8464	64,94	11,5	0,7787	8,96
	18,4	77,22	65,36	11,767	9,16
	36,8	77,22	65,36	13,372	10,41
	73,6	75,735	64,1	17,755	13,82
	110,4	69,3	58,6	22,001	17,13
	128,8	66,33	56,14	24,914	19,4
	147,2	61,38		26,724	20,8
	165,6	58,31	49,35	28,431	22,14

 

 

Определение допустимой высоты всасывания центробежного насоса и кавитационного запаса сети

n_S = 3,65 _* n _* ,

где n – число оборотов вала насоса в минуту; n = 2950 об/мин

Q – подача насоса на максимально К.П.Д., м³/с

Q = 180 м³/ч

Н – напор, создаваемый насосом, соответствующий режиму максимального К.П.Д., м; Н = 64м

тогда

n_S = 3,65 _* 2950 _* = 38,3.

Для определения всасывающей способности насоса воспользуемся уравнением:

H_s = H_a – ()^1,33

где H_s – эффективная (допустимая) статическая высота всасывания, отнесённая к горизонтальной оси рабочего колеса, м;

H_a – давление на свободную поверхность сверх упругости паров, м;

n – число оборотов вала насоса в минуту, об/мин;

Q – подача насоса, м³/с;

С_КР – коэффициент зависящий от быстроходности насоса.

H_S = H_a – ()^1,33 _* 10 = ()^1,33 _* 10 = 5,463 м

Положительное значение H_S означает, что данный насос работает под вакуумом.

Кватиционный запас напора сети, когда уровень жидкости в питающем резервуаре ниже оси насоса Δh_С, м, определили согласно по формуле:

Δh_С = - h_S – h_вс

h_S – максимально возможное снижение уровня жидкости в питающем резервуаре, м;

h_вс – гидравлические потери напора во всасывающем трубопроводе, м.

Тогда

Δh_С =4м

Для нормальной бескавитационной работы насоса в сети должно выполняться условие

Δh_С Δh_доп + 0,5

где Δh_доп – допускаемый кавитационный запас, определяемый по характеристике насоса, м; Δh_доп = 4,3 м.

0,5 – гарантирующий от наступления кавитации запас давления, м.

Тогда

4 3 + 0,5 = 3,5 м.

 

Условие бескавитиционной работы насоса выполняется.

Подбор электродвигателя

Мощность на валу насоса N, кВт определили согласно формуле

N = ,

где Q_з – заданная подача насоса,м;

Н_с – напор, необходимый для пропуска заданной подачи, м;

η – полный К.П.Д. насоса соответствующей режимной точке P.

Тогда

N = = 54,7 кВт.

Мощность электродвигателя N_дв, кВт определили по формуле:

N_дв = k _* N,

где k – коэффициент запаса; k = 1,2

Тогда

N_дв = 1,2 _* 54,7 = 65,64 кВт.

Так как данная насосно-силовая установка предназначена для перекачки Ашировской нефти, то по мощности можно N_дв выбрать электродвигатель ВАО-91-2 обдуваемый, во взврывозащитном исполнении, у которого мощность N = 75 кВт и число оборотов вала n = 2950 об/мин.

Описание насосной установки

Спроектированнная насосная установка предназначена для перекачки Ашировской нефти при температуре 35°С в количестве 165 м³/ч.

Насосная установка состоит из питающего резервуара, всасывающего трубопровода длиной 10 см, нагнетательного трубопровода длиной 850 см, насоса НК 200/120-70 (1в) установленного на общей фундаментальной плите, электродвигатель ВАО-91-2, задвижки, фильтра, диафрагмы, регулирующего клапана, четырёх теплообменников. Схема насосной установки приведена на рисунке 1.

Для надёжной и безотказной работы насосной установки необходимо чтобы трубопроводы имели собственные опоры, которые исключают передачу усилий на патрубки насоса. При использовании насосной установки вне помещения она должна быть защищена от действия атмосферных осадков. Все металлические части должны быть заземлены.

Перед пуском необходимо заполнить его перекачиваемой жидкостью. Запуск насосной установки осуществляется при закрытом регулирующем клапане на выходе. После пуска медленным открытием клапана на нагнетательной линии добиваются заданной подачи. Повышение напора сверх нормы указывает на то, что нагнетательная линия сильно засорена. Необходимо прочистить нагнетательный трубопровод. При большом снижении напора нужно осмотреть всасывающий трубопровод.

Остановку насосной установки производят в обратном порядке, то есть закрывают клапан на выходе, выключают электродвигатель, и, наконец, прекращают подачу жидкости. После этого необходимо слить остатки жидкости в питающем резервуаре.

Спроектированная насосная установка имеет следующие достоинства:

1) Из-за большого кавитационного запаса сети у входного патрубка насоса возможность кавитации очень мала;

2) Дешевизна, малые габариты, удобства в монтаже и эксплуатации.

Насосная установка имеет недостатки:

1) Большой расход энергии;

2) Обточка.

Комплект постановки: насос типа НК в сборе с уплотнением вала, ответными фланцами, муфтой, ограждением муфты и фундаментальной плитой со стойками, вспомогательные трубопроводы в пределах насосного агрегата (в том числе арматура и контрольно-измерительные приборы), фундаментные болты с гайками и шайбами, регулировочные винты с пластинками, нестандартный инструмент для сборки и разборки насоса, запасные части.

А также в комплект насоса НК 200/120-70 (1в) входит электродвигатель ВАО-91-2 мощностью 75 кВт и числом оборотов вала n = 2950 об/мин.