1470
.pdfоо
V0
Техническая характеристика насосов
|
|
|
Номинальный режим |
|
Вязкость |
|||
|
Марка |
|
Давление |
Число |
Мощ |
|
перекачи |
|
Марка агрегата |
Подача, |
Масса, |
ваемой |
|||||
насоса |
на выходе, |
оборотов, |
ность, |
|||||
|
|
м3/ч |
кг |
жидкости, |
||||
|
|
|
МПа |
1/мин |
кВт |
|
мм2/с |
|
ЭШФ0.4/25Б |
ШФ4,5/25Б |
0,2 |
2,5 |
1430 |
0,6 |
4,0 |
5...750 |
|
ЭШФ0,8/25Б |
ШФ0,8/25Б |
0,6 |
2,5 |
1430 |
0,9 |
4,2 |
5...750 |
|
ЭШФ 2/25 |
ШФ2-25/А |
1,4 |
2,5 |
1430 |
1,8 |
11,0 |
6...600 |
|
Э111М 1,5/4-1 |
|
1,4 |
0,4 |
1430 |
U |
11,5 |
500...9000 |
|
ЭШТ 1,5/6-1 |
|
1,4 |
0,6 |
1430 |
0,8 |
11,5 |
150...1000 |
|
ЭШФ 2/16 |
|
1,4 |
1,6 |
1430 |
1,1 |
11,0 |
20...600 |
|
ЭШФ 3,2/6 |
ШФЗ,2-25А |
2,3 |
0,6 |
1430 |
0,8 |
11,5 |
6...220 |
|
ЭШФ 5/4 |
ШФ5-25А |
3,6 |
0,4 |
1430 |
1,0 |
14,0 |
20...600 |
|
ЭШТ 6/6-1 |
ШФ8-25А |
5,8 |
0,6 |
1430 |
3,1 |
18,0 |
6.. .15 |
|
ЭШФ 8/2,5 |
|
5,8 |
0,25 |
1430 |
1,0 |
16,5 |
20...600 |
|
ЭШФ 20/4-1 |
ШФ20-25А |
16,5 |
0,4 |
1460 |
5,0 |
40,0 |
20...190 |
|
ЭШФ 20/6-1 |
|
16,5 |
0,6 |
1460 |
6,0 |
40,0 |
20...760 |
|
ЭШФ 20/6-3 |
ШФ80-16А |
16,5 |
0,6 |
1430 |
6,0 |
40,0 |
760... 1520 |
|
ЭШФ 20/4 |
|
16,5 |
0,4 |
1430 |
4,2 |
40,0 |
20...180 |
|
ЭШФ 20/6 |
|
16,5 |
0,6 |
1430 |
5,2 |
40,0 |
20...750 |
|
ЭШФ 20/6-1 |
|
16,5 |
0,6 |
1430 |
5,2 |
40,0 |
20...750 |
|
ШФ 80 16-36/4 |
|
36,0 |
0,4 |
950 |
11,0 |
100,0 |
20... 1800 |
|
ШФ80 36/4-1 |
|
36,0 |
0,4 |
950 |
11,0 |
100,0 |
20... 1800 |
Таблица 3.27
Электродвигатель
Тип
Масса,
кг
АОЛ2-21-4 20,0 АОЛ2-21-4 20,0 ВАО-31-4 33,5 ВАО-32-4 34,5 АОМ-32-4 33,5 АОМ-31-4 33,5 А02-22-4 33,5 А02-22-4 33,5 А02-41-4М 32,0 А02-22-4 33,5 А02-42-4 93,0 ВАО-51-4 160,0 ВАО-52-4 174,0 А02-42-4 93,0 А02-51-4 118,0 А02-52-4 132,0 А02-72-6 231,0 ВА02-72-6 333,0
VO
О
Таблица 3.28
Справочные данные по шестеренным насосам
|
|
|
Коэффициенты в формуле (3.6) |
Коэффициенты в формуле (3.7) |
|
|||||
Марка агрегата |
Ош, |
Рш, |
Р < Р Ш |
|
Р ^ Р ш |
|
|
102 db |
102-d2, |
мм /с |
(насоса) |
м7ч |
МПа |
|
|
102-do |
|||||
|
|
|
аш |
вш |
аш |
вш |
1/МПа |
1/МПа2 |
|
|
ЭШФ0,4/25Б |
0,34 |
2,25 |
0,02 |
1 |
0,157 |
1,708 |
-10,1 |
61,0 |
-14,8 |
75 |
ЭШФ0,8/25Б |
0,59 |
2,25 |
0,04 |
1 |
0,257 |
1,844 |
-4,6 |
69,5 |
-17,1 |
75 |
ЭШТ1,5/6-1 |
1,30 |
0,675 |
0,13 |
1 |
3,038 |
1,113 |
2,4 |
227,0 |
-206,0 |
4,0 |
ШГ 2-25Б |
0,15 |
0,360 |
0,047 |
1 |
2,680 |
1,737 |
-0,6 |
72,5 |
-64,4 |
75 |
ШФ 2-25А |
1,50 |
1,70 |
0,036 |
1 |
— |
— |
20,3 |
35,3 |
-5,8 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ШФ 3,2-25А |
2,73 |
0,55 |
0,10 |
1 |
13,80 |
2,428 |
14,2 |
195,4 |
-190,8 |
75 |
ЭШ 3,2/6К |
0,06 |
0,15 |
0,01 |
1 |
0,019 |
1,526 |
0,8 |
4,7 |
6,8 |
250 |
ЭШ 3,2/16К |
1,50 |
0,20 |
0,0059 |
1 |
— |
— |
4,0 |
55,7 |
-13,9 |
200 |
ШФ 5-25А |
4,20 |
0,05 |
0,183 |
1 |
— |
— |
6,2 |
161,5 |
-17,2 |
75 |
ШГ 5-25А |
0,72 |
0,36 |
0,367 |
1 |
492,9 |
2,585 |
-1,3 |
180,7 |
-254,1 |
75 |
ЭШТ 6/6-1 |
5,4 |
1,9 |
0,188 |
1 |
0,740 |
0,874 |
44,1 |
31,2 |
-9,8 |
4,0 |
ШФ 8-25А |
6,5 |
0,05 |
0,047 |
1 |
— |
— |
11,9 |
224,6 |
-281,6 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ШГ 8-25А |
6,6 |
0,9 |
0,188 |
1 |
17,40 |
2,278 |
16,3 |
129,9 |
-75,1 |
75 |
ШФ 20-25А |
17,0 |
0,57 |
1,550 |
1 |
28,0 |
1,461 |
6,7 |
179,8 |
-158,2 |
75 |
ШГ 20-25А |
18,0 |
0,10 |
0,105 |
1 |
— |
— |
16,4 |
95,8 |
-44,5 |
75 |
ШГ20-25А-1 |
5,73 |
036 |
0,666 |
1 |
45,90 |
1,875 |
-0,3 |
129,5 |
-103,8 |
75 |
ШФ 80-16А |
35,0 |
2,0 |
2,222 |
1 |
78,32 |
2,710 |
34,0 |
55,5 |
-17,5 |
75 |
r |
( Q , - Q , ) - [ - » + b - ( Q . + Q i ) ] |
) |
|
b* —---------------r-------- |
:--------------- |
||
|
Q 2 - m |
_ Q 2 - m |
|
(3.11)
A = H 0 + a Q 2 - b - Q 2 + B,.Q 2-m-
Как частный случай, для насосов с плавно падающей напорной характеристикой (а=0), при ш=0 получаем Б=Ь; А =Н 0.
В уравнении баланса напоров коэффициент Б должен входить, имея размерность (с/м 3)2-т-1/м. Его можно пересчитать по формуле
Б = 36002~т - Б,- |
(3-12) |
§3.16. Пересчет характеристик центробежных насосов с воды на вязкую нефть
В каталогах приводятся характеристики цент робежных насосов, снятые на воде. При транспортировке маловяз ких нефтей и нефтепродуктов эти характеристики изменений не претерпевают. Однако с ростом вязкости перекачиваемой жидкости они ухудшаются.
Формулы для расчета параметров работы насоса на нефти HV,QV,T|V по известным параметрам работы на воде H B,QB,hBимеют вид
Н0 = к н -Нв; Q0 = k Q QB; л и = к п -лв; |
(3.13) |
где к н , kQ, к — коэффициенты пересчета соответственно на пора, подачи и кпд насоса с воды на высоковязкую нефть (нефте продукт).
Формулы для вычисления коэффициентов kH, kQ, кл для на сосов с односторонним и двухсторонним входом жидкости в рабочее колесо различны.
Для всех насосов с коэффициентом быстроходности
50 < ns < 130, кроме магистральных, пересчет характеристик
производится при выполнении неравенства
v н > v > v ", |
(3.14) |
где v -кинематическая вязкость нефти при температуре перекач ки, м2/с; vH, vBпредельные нижнее и верхнее значения вязкости, при которых пересчет характеристик насосов необходим (м2/с):
91
(3.15)
л/дГ7ьГ
QBопт - подача насоса, соответствующая его максимальному кпд при работе на воде; Д 2, Ь2 - наружный диаметр и ширина лопаток рабочего колеса.
При v <= vHпересчета характеристик насоса не требуется, так как он работает в автомодельной зоне.А при v >= vB необходимо использовать другой насос.
В качестве определяющего параметра используется число Рей нольдса в насосе в следующей записи
(3.16)
где D 2, b2 - наружный диаметр и ширина лопаток рабочего колеса.
По характеру изменения kH, kQ , кл для центробежных насосов с рабочим колесом одностороннего входа жидкости существуют три зоны. В пределах каждой из них действуют свои законы гидравли
ческого сопротивления: |
|
|
-0,774 + 0,580 -lgReH |
при |
100<ReH<600 |
kQ =< 0,412 + 0,153IgReH |
при |
600 < ReH< 7000 I |
1 |
при |
ReH> 7000 |
|
|
(3.17) |
-0,852 +0,483 lgReH |
при |
100<ReH<2300 |
k 4 = «-0,201 + 0,170-lgReH |
при |
2 3 0 0 < ReH<50000- |
1 |
при |
ReH> 50000 |
92
В методике пересчета характеристик магистральных центробеж ных насосов в качестве параметра, характеризующего её течение в колесе, используется число Рейнольдса в другой записи
ReH= |
, |
(3.18) |
|
V |
|
где п - число оборотов ротора насоса (в час).
Пересчет характеристики с воды на вязкую нефть необходим в том случае, когда величина ReH превышает величину переходного числа Рейнольдса Ren, вычисляемого по формуле,
Ren =3,16-105V 3°5’ |
(ЗЛ8а) |
где ns - коэффициент быстроходности насоса, равный |
|
пS = 3,65-п- |
(3.19) |
( H . ^ / K J * 75 |
|
где QB.onr. НВОпт —подача (м3/с) и напор (м) насоса при работе на |
|
воде с максимальным кпд; К вс Кст - число соответственно |
сторон |
всасывания рабочего колеса и ступеней насоса. |
|
В данном случае для вычисления коэффициентов пересчета на пора, подачи и к.п.д. с воды на высоковязкую нефть используются следующие формулы:
Re |
|
kH= l - 0 ,1 2 8 - lg — S-; |
|
ReB |
|
kK.Q = Kk1,5;.H |
(3.20) |
Rero k = l - a • Ig— —, ReH
где Re^- граничное число Рейнольдса; a n - поправочный коэф фициент.
Величины Reip и a n являются функцией ns
Re_ « 0,224 • 10 |
. 0.384 |
<хл « 1, з з - п; |
(3.21) |
|
|
||||
гр |
’ |
|
|
|
Зная k H, kQ, к п, можно рассчитать величины аппроксимаци онных коэффициентов в формулах (3.1), (3.3) при работе насоса на высоковязкой нефти (индекс “v”) через известные коэффициенты при работе насоса на воде (индекс “в”):
93
H0V=k„ Ho.; av =a. . |
ku |
|
k u |
Н, |
Ву=Вв‘ кг ; |
||
|
kq |
; |
|
|
|
KQ |
|
k_ |
|
(3.22) |
|
|
k„ |
||
Cov = kn *Сов> С|, = С„ • |
л . |
|
C2v=C 2B- - f . |
k g ' |
|
K Q |
§3.17. Расчет необходимого давления на входе в насос при перекачке нефтей и нефтепродуктов
Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы минимальное давление на входе в него Р„ превышало давле ние насыщенных паров перекачиваемой среды Ps на величину, соот ветствующую разности допустимого кавитационного запаса ДЬдоп и скоростного напора на входе в насос,
+ Ahдоп.н |
о. |
(3.23) |
|
P-g P 'g |
2 -g |
где ов - скорость жидкости во всасывающем патрубке насоса
4-Q
UBX= 7 ^ " '
ЛчЗвх
Давление насыщенных паров перекачиваемых жидкостей (в Па) может быть найдено по одной из следующих зависимостей:
-д л я нефтей
|
Ps = Pa -exp 10,53- ( I |
т*HK'N |
(3.24) |
|
l |
T JJ |
|
-д л я |
автомобильных бензинов |
|
|
|
P s* 57000-ех р [-0 ,0327-(Тнк - Т ) ] ; |
(3.25) |
|
-д л я |
авиационных бензинов |
|
|
P s » 65000 • е х р [ -0 ,0303 • (Тнк - Т ) ] ; |
(3.26) |
—для деэтанизированного газового конденсата
p s = 108,59_98l/T |
(3.27) |
-д л я стабильного газового конденсата
Ps = 1 0 2,55_978/T |
(3.28) |
где Тнк - температура начала кипения нефти или бензина, К. Сведения о температуре начала кипения некоторых нефтей и
зависимости давления их насыщенных паров от температуры приве дены в таблице 3.29.
Таблица 3.29
Справочные данные по некоторым нефтям
Нефть
Арланская
Бавлинская
Мангышлакская
Мухановская
Ромашкинская
Туймазинская
Усть-Балыкская
Т,К
293
303
308
313
293
303
308
313
313
323
330
303
311
313
318
303
308
313
316
293
298
303
313
293
308
314
318
тт к
308
296
330
311
316
298
314
Ps*10'5, Па
0,637
0,901
1,010
1,188
0,920
1,010
1,240
1,680
0,5810
0,821
1,010
0,804
1,010
1,084
1,220
0,680
0,802
од а
1,010
0,880
1,010
1,160
1,600
0,482
0,804
1,010
1,110
При перекачке газонасыщенных жидкостей под Ps следует пони мать их давление насыщения при температуре перекачки (см. главу 8 ).
95
Допустимый кавитационный запас насоса при перекачке нефти и нефтепродуктов
ДЬдопи = |
ЛЬ,0П1. - к„-(ДЬ,-Д11у), |
(3.29) |
где kh - коэффициент |
запаса, kh= l,l...l,1 5 ; ДЬц, Ahv |
поправки |
соответственно на температуру и вязкость перекачиваемой жидкости
Ah=0,471h,».«; A h = ^ „ p s - ; |
(3.30) |
2 -g |
|
hs - напор, соответствующий давлению насыщенных паров жид кости; - коэффициент сопротивления на входе в насос, вычисля емый по формуле (при 565<ReH<9330)
= 16 -1 3 , l-(lgR eH-2 ,7 5 )0-354. |
(3-31) |
а при ReH>9330 принимаемый равным £вх =1.
§3.18. Пересчет характеристик шестеренных насосов
Шестеренные насосы относятся к роторным насосам объемного типа, в которых жидкая среда перемещается в результате периодического изменения объема занимаемой ею поло сти, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.
При изменении режима его работы приближенные значения подачи Q, и мощности N, насоса необходимо подсчитывать по фор мулам:
- при изменении числа оборотов
Qi = — |
Ь - О - л ) |
(3.32) |
Л01_п |
|
|
|
Г |
|
N, = N — • — |
1+ Л о-Л п |
(3.33) |
Ло п V
при изменении вязкости перекачиваемой жидкости
Qi = — |
(3.34) |
|
N, = N — |
1+ Ло“ Л |
(3.35) |
Л0 |
п |
|
где Q, N, n, T), T IOJ v - соответственно подача, мощность, число оборотов, общий и объемный к.п.д., кинематическая вязкость пере качиваемой жидкости, для которых приведены эмпирические коэф фициенты в табл. 3.28.
Величина объемного коэффициента вычисляется как отноше ние текущей подачи Q при давлении Р на выходе насоса к подаче Q0
при давлении на выходе, равном нулю |
|
_0_ |
(3.36) |
Л0 |
|
Qo
§3.19. Примеры расчетов
Пример 3.1. Найти коэффициенты в формулах (3.1)-(3.3) при перекачке нефти, имеющей кинематическую вязкость 150 мм2/с, насосом НМ 1250-260 с ротором 0,7QHOM.
Решение
1.По табл. 3.4 находим для рассматриваемого насоса следующие
данные: п=3000 об/мин, D 2=0,418 м, ns=59, Н 0=283 м, а=0, Ь=35, 4 .10-6 ч2/м 5, со= 0 ,1714, с ^ П ^ М О -4 ч/м 3 и с2=-52,68 10-8 ч2/м 6.
2. Так как в насосе НМ 1250-260 колесо имеет двусторонний вход жидкости, число Рейнольдса в насосе вычисляем по формуле (3.18)
К е = 3000.0,418*=58242. 60-150
3.Переходное и граничное числа Рейнольдса, а также коэффи циент ая по формулам (3.18а), (3.21)
Ren =3,16 -105 -59-0*305 =91112 i |
|
R.em = 0,224 • 105 • 590>384 =107215 |
|
гр |
’ |
ап =1,3359"°>326 = 0,352- |
|
Так как ReH< Ren и |
ReH< Rerp, то пересчет напора, подачи и |
к.п.д. насоса с воды на перекачиваемую нефть необходим.
97
4. Б-762
4.Коэффициенты пересчета по формулам (3.20)
91112
к н = 1 —0,128 - lg- = 0,975; 58242
kQ=0,9751>5 = 0,963;
к |
107215 |
= 0,907 |
= 1 -0,352 -lg- |
||
л |
w 58242 |
|
5.Пользуясь формулами (3.22), находим
Hov= 0,975-283 = 275,9 м;
П 07S |
ч |
в =35,4-10^ • • г ^ г |
= 37,2-10-6 |
0,963 |
м |
с=0,907-0,1714 = 0,156;
clv =11,91-10“ |
0,907 |
= 11,2 -10“ |
|
|
0,963 |
|
м |
с, = -52,68-КГ* 0,907, |
|
= -51,5-10-“ - V |
|
|
0,963г |
м6 |
Максимальный к.п.д. на высоковязкой нефти достигается при подаче, определяемой по формуле (3.9)
11,2-10'
= 1015 —
2 -(-5i,5 -i<r*)
Пример 3.2. Вычислить коэффициенты пересчета характеристи ки центробежного насоса НК 65/35-70 с ротором № 1 (вариант «а») на нефтепродукт, имеющий кинематическую вязкость 70 мм2/с.
|
Решение |
|
|
1. |
По табл. 3.11, 3.12 находим QBonT=65 м3/ч, п=2950 об/мин, |
||
D2=0,245 м , Ь2=0,011 м . |
|
|
|
2 . |
Предельные нижнее и верхнее значения вязкости по ф ор |
||
мулам |
(3.15) |
|
|
|
vH=7,5-10“6 -----------г 65 |
=3,94-10~6 |
м2/с; |
|
3600 - Vo, 245 - 0,0118 |
|
|
|
у ^ г .б - Ю "4 ----------- г |
=0,87-10“* |
м2/с; |
|
3600-^/0,245-0,0118 |
|
|
98