Н и ПС Лекции НАСОСЫ и НПС 14-17. Лекции по дисциплине Насосы и перекачивающие станции насосы и перекачивающие станции составил доцент
 Скачать 16.77 Mb.
|
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСАК насосу доводится мощность N. Часть этой мощности теряется (превращается в тепло). КПД учитывает эти потери энергии в насосе.  (21)где  - суммарные потери энергии в насосе. Потери энергии в насосе делятся на три вида: механические, объемные и гидравлические.  Рис. 11. Разрез насоса марки НМ Механические потери и механический КПД Механические потери  состоят из потерь механического трения в подшипниках скольжения и качения, в торцовых уплотнениях и дисковых потерь Потери механического трения в насосах невелики. Более существенными являются дисковые потери, которые возникают в результате трения наружных поверхностей дисков рабочего колеса о жидкость. В целом механические потери оцениваются с помощью механического КПД:  (22)Механический КПД насосов находится в пределах 0,95 – 0,97 Объемные потери и объемный КПД. Объемные потери связаны с потерями подачи насоса при утечках через щелевые уплотнения рабочего колеса между областью нагнетания и областью всасывания насоса, а также перетоками нефти из нагнетательной области во всасывающую при охлаждении торцовых уплотнений. (рис.11) Объемные потери в насосе определяются объемным КПД :  (23)где ∆Q – величина потерь подачи в насосе. Объемный КПД насосов находится в пределах 0,95 – 0,98 Общие гидравлические потери и гидравлический КПД, безударный и ударный режимы работы центробежного насоса Общие гидравлические потери в центробежных насосах hГ оцениваются как потери по длине hт, и ударные вдоль всей проточной части насоса hу, включая , подвод, рабочее колесо, отвод., таким образом общие гидравлические потери, равны hГ = hт + hу (24) Наименьшая' их величина соответствует безударному режиму, когда hу = 0. На рис. 12 представлен безударный режим работы насоса, когда на входе на лопатку вектор W1 направлен вдоль оси лопатки. На ударных режимах вектор W1 поворачивается по отношению коси лопатки (рис. 13)  Рис. 12. Векторы скоростей жидкости в рабочем колесе насоса  Рис. 13. Треугольники скоростей па входе в рабочее колесо при разных режимах работы насоса Отношение полезного напора к теоретическому называется гидравлическим КПД.  (25)Гидравлический КПД насосов находится в пределах 0,90 – 0,95 Формула полного КПД ЦН Полный КПД насоса η с учетом составляющих потерь равен произведению гидравлического, объемного и механического КПД η = ηмех · ηо · ηГ (26) Полный КПД насоса весьма информативная характеристика. Глубокий грамотный анализ его во времени позволяет судить об уровне эксплуатации насоса, в экономичности его использования. Полный КПД нефтяных насосов находится в пределах 0,82 – 0,90 (82 - 90%) КАВИТАЦИЯ, ДОПУСТИМЫЙ КАВИТАЦИОННЫЙ ЗАПАСКавитация - явление нарушения сплошности потока в том месте, где давление становится равным или меньше давления насыщенных паров жидкости Рs . В этом случае жидкость вскипает, в месте кавитации возникают парогазовые скопления (каверны), нарушающие нормальную структуру потока. Поэтому, возникая в насосах, кавитация в первую очередь ухудшает энергетические показатели Н, Q,  .Кроме того, кавитация вызывает повышенную вибрацию, а в некоторых случаях - эрозию проточной части. В центробежных насосах кавитация, в первую очередь, возникает у входа на лопатки рабочего колеса с тыльной стороны, где давление наименьшее . Значение давления насыщенных паров нефти, соответствующее текущей температуре нефти t , определяется по формуле:  (27)где: pSR = 58 000 Па - давление насыщенных паров нефти при t1 = 37,8 ºС (100о F); t – температура перекачиваемой нефти, ºС. Другой параметр, влияющий на кавитацию – это максимальное динамическое падение давления (напора) в области рабочего колеса насоса или, по иному, потери в трубопроводе от места присоединения манометра (вакууметра) до области минимального давления в рабочем колесе. Этот параметр определяет величину допускаемого кавитационного запаса на всасывании насоса.  Допустимый кавитационный запас (hдоп, м) - это минимальный кавитационный запас, обеспечивающий работу насоса без снижения напора. Допустимый кавитационный запас насоса на воде равен критическому кавитационному запасу hкр, м, увеличенному на 15 %. Критический кавитационный запас hкр, м, - это кавитационный запас, соответствующий 3 % падению напора напора насоса. Кавитационной характеристикой насоса называется графическая зависимость допускаемого кавитационного запаса от подачи при неизменных свойствах жидкости на входе в насос и постоянной частоте вращения вала. Кавитационная характеристика Dhд(Q) приводится обычно в каталогах и паспортах как четвертая кривая общей характеристики (рис.14) или в таблицах (табл. 7) В каталогах насосов, имеющих малую мощность и предназначенных для вспомогательных целей вместо допускаемого кавитационного запаса приводится допускаемая вакуумметрическая высота всасывания воды Нв,д при температуре воды 350С. Обеспечение бескавитационной работы насоса Для обеспечения бескавитационной работы насоса, напор на входе в насос (hподп) должен быть не менее величины hподп мин, которая определяется по формуле  , (28)где: hподп мин – минимальное значение напора на входе первого насоса, м; p0 – атмосферное давление, Па; ρ – плотность жидкости, кг/м3; g – ускорение силы тяжести, м/с2; ps –давление насыщенных паров жидкости, Па; wв – скорость жидкости на входе в насос, м/с; Δhдоп – допустимый кавитационный запас насоса, в пересчете на нефть Атмосферное давление p0 можно определить в зависимости от абсолютной высотной отметки насосов по формуле:  , (29)где: z – абсолютная высотная отметка насосной станции над уровнем моря, м. Минимальное значение давления на входе насоса определяется по формуле Pподп. мин = hподп мин∙ ρ∙ g, Па; (30) Напорная, энергетическая и кавитационная характеристики насосов типа НМ по ТУ 26-06-1053-76  Рис. 14. - Характеристика насоса НМ 2500-230, испытанного на воде Таблица 7 Параметры насосов магистральных типа НМ со сменными роторами
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||