3.3 Основные рабочие параметры насосов. Основной частью насоса
Основные части центробежного насоса - Справочник химика 21
Основные части центробежного насоса [c.120]ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА [c.8]
Основными частями центробежного насоса являются рабочее колесо, вал с деталями для крепления колес и защиты от истирания сальниками, подшипники, соединительная муфта, корпус, направляюпще аппараты, сальники, всасывающий и напорный, патрубки, стяжные и крепежные болты. Рабочие колеса изготовляют из различных сортов чугуна, углеродистых и легированных сталей, сплавов цветных металлов и керамических материалов. Применение того или иного материала определяется условиями работы, размерами и частотой вращения, а также родом перемещаемой жидкости. [c.135]
К основным частям центробежного насоса относятся рабочее колесо, направляющий аппарат, спиральная камера, вал, ротор, корпус, подшипники, сальники и уплотнительные кольца. [c.114]Основными частями центробежного насоса (рис. 89) являются корпус 6 насоса со всасывающим 1 и нагнетательным 3 патрубками. Внутри корпуса имеется рабочее колесо 4, жестко посаженное на вал 2. В корпусе вокруг рабочего колеса смонтирован направляющий аппарат 5. [c.187]
Основная часть центробежного насоса (рис. 111) — рабочее колесо 1 с лопатками. Лопатки расположены радиально и имеют изогнутый профиль. Рабочее колесо размещено в чугунном корпусе 2 и закреплено на стальном валу 3 на шпонке. Выступающий конец вала уплотняется сальником с мягкой набивкой 7. Насос приводится в движение электродвигателем, соединенным с валом рабочего колеса эластичной муфтой 4. [c.217]
Принцип действия и основные части центробежного насоса [c.115]
Основными частями центробежного насоса (рис. 32) являются рабочее колесо 4, насаженное на вал 5 корпус 7, выполненный в виде спиральной камеры всасывающий 3 и нагнетательный 6 патрубки, соединяющие насос с трубопроводами подшипники, в которых вращается вал муфта, с помощью которой насос подсоединяется к двигателю сальник для предотвращения вытекания жидкости илй подсоса воздуха. [c.83]
Основными частями центробежного насоса являются рабочее колесо, вал с деталями для крепления колес и защиты от истирания сальниками, подшипники, соединительная муфта, корпус, направляющие аппараты, сальники, всасывающий и напорный патрубки, стяжные и крепежные болты. [c.99]
Основными частями центробежного насоса являются корпус, рабочее колесо, направляю ций аппарат или спиральная камера, вал и его уилотняюпи1е устройства, иодшипи1П(н, уплотнительные кольца. [c.11]
chem21.info
Основная часть - насос - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Основная часть - насос
Cтраница 1
Основные части насоса - цилиндр, поршень, всасывающий и нагнетательный клапаны. При движении поршня вправо под давлением жидкости клапан 1 закрывается, клапан 2 открывается и пропускает жидкость в камеру нагнетания. [2]
Основной частью насоса является корпус 57, герметично соединенный с двумя крышками 51 и 55, одна из которых представляет собой мембрану с двумя есями. [4]
Основными частями насоса высокого давления ( рис. 61) являются: корпус 14, кулачковый вал / и нагнетательные секции, число которых равно числу цилиндров двигателя. [5]
Основными частями насоса высокого давления ( рис. 63) являются корпус 14, кулачковый вал / и нагнетательные секции, число которых равно числу цилиндров двигателя. [6]
В содовом производстве основная часть насосов выходит из строя вследствие эрозионно-коррозионного разрушения крылаток. Крылатки насосов 2К6, изготовленные из углеродистой стали с защитой диффузионным хромированием, проработали в этих же условиях четыре года. [7]
Рабочее колесо с лопастями 3 является основной частью насоса. Оно представляет собой два параллельных диска, между которыми находятся лопасти ( изогнутые лопатки) в количестве от 6 до 12 шт. [8]
Средняя секция изображена на рисунках 2.4 и 2.5 и является основной частью насоса. Рабочие колеса и направляющие аппараты установлены последовательно. Направляющие аппараты в корпусе стянуты верхним подшипником и основанием и во время работы неподвижны. Рабочие колеса посажены через шпонку на вал, который приводит их во вращение. При вращении колес перекачиваемая жидкость получает приращение напора от ступени к ступени. [9]
Средняя секция изображена на рисунках 1.5 и 1.6 и является основной частью насоса. Рабочие колеса и направляющие аппараты установлены последовательно. [10]
Так как перекачиваемые растворы химически агрессивны и имеют высокую температуру, то основные части насоса - корпус /, вал 3, рабочее колесо 2 - выполнены из нержавеющей стали, подшипники и сальники вынесены наружу и имеют водяное охлаждение. [12]
Так как перекачиваемые растворы химически агрессивны и имеют высокую температуру, то основные части насоса - корпус 1, вал 3, рабочее колесо 2 - выполнены из нержавеющей стали, подшипники и сальники вынесены наружу и имеют водяное охлаждение. [14]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Основная часть - насос - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Основная часть - насос
Cтраница 2
Так как перекачиваемые растворы химически агрессивны и имеют высокую температуру, то основные части насоса - корпус /, вал 3, рабочее колесо 2 - выполнены из нержавеющей стали, подшипники и сальники вынесены наружу и имеют водяное охлаждение. [16]
В результате конструктивных проработок различных вариантов насосов, их отдельных узлов и главных элементов определились формы основных частей насосов, при которых габаритные и весовые показатели их оказались минимальными. При проектировании парового насоса ПНП-250 оригинальное конструктивное решение было принято в устройстве золотникового узла, отличающегося своей технологичностью, простотой сборки и удобством в эксплуатации. В дальнейшем конструкция золотникового узла насоса ПНП-250 была реализована в других насосах. [17]
Основными затруднениями при конструировании и постройке таких насосов является создание надежного износоустойчивого уплотнения плунжера в цилиндре насоса и в связи с этим разработка конструкции основных частей насоса: плунжера, цилиндра, а также клапанов. [18]
Основными частями насоса являются корпус 1Г ( фиг. Штуцер б впускного топливопровода, связанного с топливным баком, расположен под утлом 60 по отношению к штуцеру 7 нагнетательного топливопровода. Фильтр 16 ввинчивается отвесно в нижнюю часть насоса. Под ним расположен пластинчатый клапан 13, гнездо которого устроено в корпусе насоса. [19]
Центробежный насос 46 ( см. рис. 207) предназначен для перемешивания газовоздушной смеси, он имеет один центральный патрубок для всасывания и два патрубка 50 и 56 для выхода, расположенные по касательной через 180 С. Основной частью насоса является корпус 57, герметично соединенный с двумя крышками 51 и 58, одна из которых представляет собой мембрану с двумя осями. [20]
На рис. 60 показан рядный топливный насос высокого давления непосредственного действия с механическим приводом плунжера золотникового типа. В одном корпусе насоса соединены шесть насосных секций по числу цилиндров двигателя. Каждая насосная секция состоит из толкателя 3, плунжерной пары ( плунжера 6 и втулки 7), нагнетательного клапана и механизма поворота плунжера. Топливный насос вместе с регулятором устанавливают на блоке дизеля и крепят к нему болтами, входящими в отверстие на приливах корпуса насоса. Основными частями насоса являются: корпус, кулачковый валик и насосные секции. Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава и предназначен для установки в нем всех деталей насоса. К одному из торцов корпуса насоса прикреплен корпус 16 регулятора. В корпусе насоса имеются две полости: в нижней помещается кулачковый валик 2, в верхней - детали привода и насосные секции. В боковой части корпуса расположен люк с крышкой, предназначенный для регулирования и осмотра механизмов насоса. В верхней части корпуса находится маслозалиыюе отверстие с пробкой 17, в нижней - спускное отверстие с пробкой. [22]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
2. Основные параметры насосов
Объемная Q (массовая G) подача — это объем (масса) жидкости, подаваемой насосом через напорный патрубок в единицу времени. Объемная подача измеряется обычно в м3/ч; массовая — в кг/ч.
Напор насоса - величина, определяемая выражением Н=р/(ρg) = р/γ.
Напор насоса ориентировочно можно оценивать по показаниям манометра и вакуумметра на выходе и входе насоса:
Кавитационный запас. Кавитация – разрыв жидкости и образование в ней полостей, заполненных газом, паром или их смесью. Для обеспечения работы насоса без кавитации на входе в насос необходим избыток напора сверх напора H=pH /(pg), определяемого давлением насыщенного пара при температуре жидкости, перемещаемой насосом. Этот избыток напора носит название кавитационного запаса.
Мощность N — мощность, потребляемая насосом (подводимая на вал насоса от двигателя). Очевидно, N>Nn на величину потерь мощности в насосе.
Коэффициентом полезного действия насоса называют отношение полезной мощности к мощности насоса: η = Nn / N.
Коэффициентом быстроходности ηS - называется частота вращения такого насоса, который, развивая напор в 1 м, затрачивает мощность 0,736 кВт.
Режим работы насосов.
Насос в процессе работы должен обеспечивать необходимые подачу, экономичность и устойчивость режима работы.
Необходимая подачаобеспечивается, если
Qд ≥Qр
где Qд — подача насоса в действительном режиме работы,мз/ч;
Qр — расчетная производительность водоотливной установки, определяемая по притоку воды в водосборник,мз/ч.
Экономичность режима работыобеспечивается эксплуатацией насосав зоне высоких к.п.д., которая определяется из условия
ηд ≥ 0,9 ηmax
где ηд— к.п.д. насоса в действительном режиме работы;
ηmax- максимальный к.п.д. насоса.
Устойчивость режима работыозначает отсутствие значительных его колебаний и автоматическое восстановление режима после устранения причин, вызвавших его изменение. Это требование обеспечивается наличием только одной точки пересечения характеристики внешней сети с напорной характеристикой насосаН. Устойчивость режима может быть обеспечена при выполнении условия
Нг ≤ 0,9 Н0
где Н0 —напор насоса при нулевой подаче, м;
Нг — геодезическая высота подъема жидкости, м.
Действительный режим работы насосаопределяют графически по точке пересечения напорной характеристики насоса с напорной характеристикой внешней сети (рис. 5).
Д
Рис.5. Определение действительного режима работы насоса
ля определения действительного рабочего режима необходимо воспроизвести графически напорную характеристику выбранного насоса. Затем в координатной сетке напорной характеристики насоса по расчетным данным, строят характеристику Нс внешней сети. Точка М их пересечения и будет отображать действительный режим работы насоса, т.е. ордината Нд точки М будет соответствовать действительному напору, а ее абсцисса Qд — действительной подаче. Соответствующим построением, находят действительный КПД насоса ηд по его гидромеханической характеристике η и действительную допустимую вакуумметрическую высоту всасывания Нвд.д или допустимый кавитационный запас Δhд.д по кавитационным характеристикам Нвд или Δhд.studfiles.net
Основные области применения осевых насосов
Применяются осевые насосы для циркуляционного водоснабжения тепловых и атомных электростанций, в оросительных системах и других отраслях народного хозяйства.
принцип работы осевого насоса
Осевой насос представляет собой лопастной насос, у которого рабочее колесо 1 имеет ряд лопастей, закручивающих поток, движущейся параллельно оси (рисунок 2.1):
1 — рабочее колесо, 2 — направляющий аппарат, 3 — цилиндрический корпус.
Рисунок 2.1 –схема осевого насоса
Для выпрямления потока и направления его в напорный патрубок или на следующую ступень после рабочего колеса устанавливается направляющий аппарат 2, снабженный неподвижными лопатками. Направляющий аппарат служит для преобразования кинетической энергии вращения потока в потенциальную энергию давления.
Во втулке направляющего аппарата проходит вал насоса, на котором насажено рабочее колесо, и устанавливается подшипник.
Вся проточная часть насоса располагается в цилиндрическом корпусе 3, который по существу является продолжением трубопровода. Насос как бы настраивается в трубопровод, образуя с ним одно целое. Для вывода вала напорной части насоса придается форма отвода.
В осевом насосе поток жидкости движется параллельно оси и одновременно лопасти сообщают ему вращательное движение по окружности, на валу насоса. Так как движение жидкости в радиальном направлении отсутствует, то исключается возможность работы центробежных сил. Повышение давления происходит за счет гидродинамического воздействия лопаток на жидкость и преобразования кинетической энергии при раскручивании потока в направляющем аппарате. Таким образом, принцип действия осевого
насоса заключается в силовом взаимодействии лопастей с потоком жидкости и использовании диффузорного элемента.
3. Особенности осевых насосов
У осевых насосов поток жидкости, проходящий через рабочее колесо, направлен параллельно оси. В связи с большими размерами насосов, для которых строится насосная станция, с учётом конкретной марки насоса, вопрос о взаимозаменяемости не стоит в практическом плане.
1-ротор эл. двигателя, 2-статор эл. двигателя, 3-штуцер подачи подпорного воздуха, 6-узел уплотнения вала,
7-рабочее колесо, 8-сигнализатор протечек, 9-сборник.
Рисунок 3.1 - основные узлы насоса типа ОПВ
Несколько исполнений рабочего колеса для оптимизации КПД и производительности. Конусообразная сальниковая камера увеличивает срок службы. Возможность отсоединения привода без отключения насоса от трубопровода в стандартном исполнении для типоразмеров с присоединениями вплоть до 914.4 мм. Осевые насосы имеют достаточно простое устройство. Их масса гораздо меньше по сравнению с центробежными конструкциями. Кроме того, эти системы вполне подходят для того, чтобы использовать их для перекачивания не совсем чистой воды. Следует также отметить, что осевые насосы допустимо устанавливать на вертикальной, горизонтальной или на наклонной поверхности.
Существуют две основных разновидности осевых насосов: жестколопастные с лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения угла наклона лопастей. Насосы обеих разновидностей строят обычно одноступенчатыми, реже двухступенчатыми.
Пропеллерные насосы используются в тех случаях, когда нужно получить высокую производительность при низкой величине напора. Служат для перекачки агрессивных, загрязненных и чистых сред с твердыми включениями или без них, таких как масла, сырая нефть, грязная и чистая вода и другие вещества. Прибегают к услугам данного типа насоса в очистных технологиях, например, для получения пресной воды из морской. Также этот агрегат используется в химической промышленности для перекачки различных жидкостей и веществ. Устройством пропеллерный насос очень схож с винтовыми насосами. Существует большое количество пропеллерных насосов в различном исполнении, с разным устройством и для различных видов работ. Агрегаты классифицируются по числу колес или ступеней, по способу отвода воды, по расположению вала насоса и по другим признакам. Важной и основной характеристикой рабочего колеса пропеллерных насосов и некоторых других агрегатов является коэффициент быстроходности, который обозначается как ns. То есть коэффициент ns – это количество оборотов рабочего колеса, которые он делает за минуту, при подаче определенной жидкости Q и соответствующем напоре Н. Отмечен очень низкий уровень шума. Подшипники и детали смазаны специальной долговечной консистентной смазкой, что является надежным фактом. Эти насосы очень мощны с хорошим коэффициентом полезного действия, также оптимизирована полностью гидравлика. Корпус насоса изготовлен из прочного коррозиестойкого материала, который не чувствителен к механическому воздействию и другим различным механическим повреждениям.
Отличительной особенностью осевых насосов является - конструкция и функционирование рабочего колеса. Оно состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закрученной передней, набегающей на поток, кромкой. При перемещении профиля лопасти, вызываемого вращением рабочего колеса, в жидкости, за счет изменения скорости её течения вдоль нижней и верхней поверхности профиля, давление над профилем должно повыситься, а под профилем - понизиться. Благодаря этому создается напор насоса.
Осевой насос представляет собой литой корпус в виде отвода с двумя фланцами (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 – корпус осевого насоса
В корпусе консольно на валу расположено лопастное колесо с коком (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 – рабочее колесо осевого насоса
За колесом находится неподвижный направляющий аппарат (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 – направляющий аппарат осевого насоса
Вал выпущен наружу через сальник и соединен с валом фланцевого электродвигателя. Рабочее колесо осевого насоса является основной деталью, преобразующей механическую энергию электродвигателя в энергии перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо представляет собой один из наиболее ответственных узлов, который состоит из большого числа сложных по форме и значительных по габаритам и массе деталей. Рабочее колесо имеет следующие основные части: втулку, в расточках которой установлены лопасти, верхний и нижний обтекатели. Рабочие колеса имеют от трех до шести лопастей. Колеса у моделей 06-трехлопастные, у моделей- -5 и 11-четырехлопастные, у моделей 02 – пятилопастные, а у моделей 03 и 10 – шестилопастные.
1-лопасть; 2-втулка; 3,4-обтекатели верхний и нижний
Рисунок 3. 5. Рабочее колесо осевого насоса.
Лопасть рабочего колеса находится под воздействием значительного гидравлического давления, поэтому ее форма и размеры должны быть хорошо обтекаемыми, обеспечивать оптимальные энергетические и кавитационные свойства и отвечать условиям прочности, что обеспечивает длительную и надежную работу насоса.
1-перо;2-фланец;3-цапыа;4,5-входная и выходная кромки;6,7-максимальный и минимальный развороты
Рисунок 3.6.Лопасть рабочего колеса(а) и сечения, выполненные на расчетных радиусах(б):
1-болт;2-лопасть;3-обтекатели;4-манжета;5,8-втулки;6-крестовина;7-штифт;9-рычаг;10-шток;11-шпонка;12-кольцо;14-планка;14-втулка;15-подшипник;16-палец;17-проушина;18-ограничительная шайба
Рисунок 3.7.Схема рабочего колеса с кривошипно-шатунным механизмом разворота лопастей
10-болт;2-ползун;3-втулка-камень;4-обтекатели;5-рычаг;6-кожух;7,14-шпилька;8,17,18-штифты;9,10,12-втулки цапфы;11-лопаасть;13-втулка рабочего колеса;15-верхний обтекатель;16-кольцо;19,23-балансировочные грузы,20,22-втулки ползуна,21-винт.
Рисунок 3.8. Схема рабочего колеса с кулисно-клиновым механизмом разворота лопастей
1-проушина;2-серьга;3-втулка рабочего колеса;4,5- втулки цапфы;6,14-штифты;7-лопасть;8-цапфа;9 болт;10-рычаг;11-манжета;12-шпилька;13-штанга;15-верхний обтекатель,16-крышка;17,19,20-втулки штока;18-поршень;21-крестовина;22-кольцо;23-шток;24-обтекатель;25-сливная пробка
Рисунок 3.9. Схема рабочего колеса с электрогидравлическим приводом механизма разворота лопастей
studfiles.net
3.3 Основные рабочие параметры насосов
Насосы характеризуются следующими основными параметрами:
Подачей (расходом) Q, напором H, мощностью N, полным КПД: 𝔶 и высотой всасывания Hвс.
Подачей (расходом) насоса – объем жидкости, перекачиваемый в единицу времени. Подача насоса измеряется в м3/ч, м3/мин, л/с.
Напором насоса называют, разность полных удельных энергий потока у выхода и входа в насос, вычисленную в метрах столба перекачиваемой жидкости.
Для пояснения сущности напора, развиваемого насосом, рассмотрим схему его работы при перекачивании жидкости из одного резервуара в другой. (рис. 3)
Рис. 3. Схема насосной установки:
1 – напорный резервуар; 2 – расходомер; 3 – задвижки; 4 – обратный клапан;
5 – манометр; 6 – напорный трубопровод; 7 – насос; 8 – вакуумметр;
9 – всасывающий трубопровод; 10 – всасывающая сетка; 11 – водоем
Установим величину удельной энергии жидкости сечения II – II , т.е до насоса , и в сечении III – III после насоса относительно плоскости сравнения, совмещенной со свободной поверхностью жидкости в водоеме, из которого перекачивается жидкость:
e2 = Hвс + pвс/υ + U2вс/(2g)
e3 = Hвс + H0 + pH/υ + U2H/(2g)
Где Hвс – высота всасывания насоса
H0 – расстояние по вертикали между точками установки вакуумметра и манометра
pвс и pn– абсолютные давления во всасывающем и напорном трубопроводах
Uвс и Uв – средние скорости жидкости во всасывающем и напорном трубопроводах.
Удельная энергия жидкости e3 после насоса всегда больше удельной энергии e2 до него. Разность этих величин есть напор, развиваемый насосом:
Н = e3 – e2 = H0 + (pH – pвс)/υ + (U2H – U2вс)/(2g)
Зная давление в насосной установки, т.е имея показания манометра и вакуумметра, можно определить pH и pвс. Действительно, манометр, установленный на напорном трубопроводе, показывает избыточное давление в сечении III – III :
pM = pH– pат, откуда pH = pM + pат
Вакуумметр, установленный в сечении II – II , показывает разность между атмосферным и абсолютными давлениями в этом сечении:
рвак = рат – рвс, откуда рвс = рат - рвак
После подстановки в выражение значений pH и pвс получим формулу для определения напора насоса по показаниям манометра и вакуумметра:
Н = Н0 + (рвак + рМ)/υ + (U2H – U2вс)/(2g)
Таким образом, полный напор H, развиваемый насосом, определяется высотой столба перекачиваемой жидкости. H0 между манометром и вакуумметром, суммой показаний этих приборов и разностью кинетической энергии жидкости за и пред насосом. Величина H0 в зависимости от условий монтажа установки может принимать различные значения, в том числе и отрицательные, если манометр будет расположен ниже вакуумметра.
В случае равенства диаметров всасывающего и напорного патрубков, получим формулу для определения напора:
Н = Н0 + (рвак + рМ)/υ
Если насос питается от водопровода, обеспечивающего напор на выходе, то во всасывающем патрубке насоса будет не вакуум, а избыточное давление pвх , и значит pвс = pат + pвх. Используя это выражение при подстановки в уравнение значений pН и pвс , получим следующую формулу для определения полного напора:
Н = Н0 + (рвак + рМ)/υ + (V2H – V2вс)/(2g)
Уравнение используют для определения напора работающего насоса при его испытании. В практических расчетах насосно-рукавных систем часто за напор, развиваемый насосом, принимают показания манометра, выраженные в м, т.е H = pM/υ.
Для определения напора по элементам насосной установки (2 способ определения напора) составим уравнения Бернулли для сечений I – I и II – II , III – III и IV – IV:
z1 + p1/υ + V21/(2g) = z2 + p2/υ + V22/(2g) + hвс
z3 + p3/υ + V23/(2g) = z4 + p4/υ + V24/(2g) + hH
Приняв за плоскость сравнения плоскость I – I, выясним значение величин, входящих в уравнения:
z1 = 0; z2 = Hвс; z3 = Нвс + Н0; z4 = Нвс + Н0 + Нн;
р1 = рат; р2 = рвс р3 = рн р4 = р0
V1 = 0; V2 = Vвс V3 = VH V4 = 0
Тогда с учетом следующих замечаний будем иметь:
pвс/υ = p4/υ - Hвс - V2вс/(2g) - hвс
pН/υ = p0/υ – HН - V2Н/(2g) + hН
После подстановки значений pвс/υ и pH/υ в уравнение получим:
H = p0/υ - рат/υ + Hвс + Н0 + НН + hвс + hН
Если учесть, что Нвс + Н0 + НН = НГ (НГ - геометрическая высота подъема жидкости), и положить (p0 – pат )/υ = Hсв (здесь Нсв – свободный напор), то формула для определения напора насоса по элементам насосной установки примет вид:
H = HГ + hвс + hН + Нсв
Это выражение используется в практике для определения необходимого напора. Из формулы следует, что напор, создаваемый насосом, расходуется на подъем жидкости, преодоление сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводах и на создание свободного напора в конце линии.
Мощность насоса представляет собой работу, совершаемую насосом в ед. времени. Мощность определяют следующим образом:
Насос перекачивает υ Q , кг/c жидкости и поднимает ее на высоту, соответствующую напору Н. Следовательно, υQH представляет собой секундную работу или мощность. В данном случае затрачиваемая мощность расходуется только на полезную работу, связанную с перекачиванием жидкости, поэтому она называется эффективной мощностью:
Nэ = υ Q H
По системе СИ мощность определяют в Вт или кВт.
В действительности мощность, потребляемая насосом , больше эффективной , так как во время работы часть мощности теряется.
Эффективность работы насоса оценивается полным КПД от 𝔶 насоса , который равен отношению эффективной (полезной) мощности Nэ насоса к потребляемой им мощности двигателя N :
𝔶 = Nэ/N
Потребляемая мощность N кВт, может быть посчитана по формуле:
N = Mn/975
Полный КПД насоса 𝔶 определяют из выражения
𝔶 = 𝔶Г 𝔶М 𝔶0
Величина полного КПД центробежных насосов зависит от их конструкции и изменяется в пределах 0,6 – 0,9 .
Высота всасывания и явление кавитации. Необходимо различать вакуумметрическую высоту всасывания Нвак , характеризующую степень разряжения, возникающего у входа в насос, и геометрическую высоту всасывания Нвс , которое определяет высоту установки оси насоса над уровнем жидкости.
Вакуумметрическая всасывания зависит от атмосферного давления, температуры и удельного веса перекачиваемой жидкости, величины потерь напора во всасывающей линии насоса, конструктивных особенностей и др. обычно допускаемая Нвак указано в каталогах насосов.
Связь между вакуумметрической и геометрической высотами всасывания может быть установлена из уравнения Бернулли, составленного для сечений I – I и II – II относительно плоскости сравнения I – I.
Считая, что давление по поверхности жидкости равно атмосферному, а скорость течения в водоеме равна 0, получим:
рат/υ = Нвс + рвс/υ + U2вс/(2g) + hвс
Так как pат – pвс = pвак и pвак/υ = Hвак , формулу можно записать таким образом :
Нвс = (pат – pвс)/υ - U2вс/(2g) - hвс
Нвс = Hвак - U2вс/(2g) - hвс
Из формулы следует, что геометрическая высота всасывания меньше вакуумметрической на величину скоростного напора и потерь напора во всасывающем трубопроводе. С увеличением подачи насоса мах. допустимая высота всасывания уменьшается. Определяя высоту всасывания , необходимо иметь в виду, что при понижении давления pвс во всасывающем трубопроводе может происходить парообразование и нормальная работа насоса будет нарушена. Поэтому мин. давление в насосе должно быть выше давления парообразования жидкости при чем давление паров воды сильно увеличивается с повышением ее температуры.
Чем выше температура воды, тем меньше высота всасывания, и практически при t>700C забор воды становится невозможен. Обычно геометрическая высота всасывания для центробежных насосов составляет не более 5 – 7м и лишь для некоторых типов насосов она доходит до 7,5 – 8 м.
Кавитация в насосе возникает из-за чрезмерного падения давления во всасывающей части насоса. Понижение давления происходит по ряду причин, основными из которых являются:
Чрезмерная высота всасывания
Высокая t перекачиваемой жидкости
Низкое атмосферное давление.
Явление кавитации заключается в том, что выделяющиеся из жидкости пузырьки пара увлекаются потоком и, попадая в область повышенного давления, мгновенно конденсируются, в результате чего происходит местное повышение давлении. Кавитация сопровождается характерным шумом и треском, понижением напора и КПД насоса, иногда наблюдается вибрация насоса. Особенно быстро при этом разрушается чугун, более стойкими металлами являются бронза и нержавеющая сталь. Поэтому кавитация при работе насосов недопустимо, а высота всасывания должна быть такой при которой возникновение кавитации не возможна.
studfiles.net
Основные узлы и детали насоса
Поршневые насосы применяются при капитальном ремонте скважин для обеспечения циркуляции промывочной жидкости при бурении вторых стволов, разбуривании пробок и т.д. Поршневые насосы состоят из механической и гидравлической частей. Механическая часть служит для передачи механической энергии от двигателя (ДВС либо электродвигатель) к поршням, движущимся возвратно-поступательно.
 |
| Рис. 1. Поршневой насос |
Гидравлическая часть служит для преобразования механической энергии поршней в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости и для придания жидкости необходимого направления.
Наиболее широко применяются поршневые приводные насосы с двумя цилиндрами двухстороннего действия или с тремя плунжерами одинарного действия, с кривошипно-шатунным механизмом и зубчатым редуктором.
Приводная часть насоса (рис. 1) состоит из ведущего вала (1), получающего вращающий момент от двигателя, соединенного с ним клино-ременной или цепной передачей. Ведущий вал связан с коренным валом (2) зубчатым редуктором (3). Коренной вал с кривошипно-шатунным механизмом (4) преобразует вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение ползуна. Приводная часть размещается в закрытом корпусе, предотвращающем попадание влаги и абразива в масляный картер.
Для предотвращения попадания бурового раствора в картер штоки поршней соединяют не непосредственно с крейцкопфом, а через дополнительный шток, соединенный со штоком цилиндра посредством специального отбойника. Он предотвращает попадание бурового раствора, выливающегося через уплотнение штока в приводную часть.
Гидравлическая часть насоса состоит из приемного коллектора (5),
клапанно-распределительного механизма, включающего всасывающие (6) и нагнетательные (7) клапаны, цилиндропоршневой группы (8), включающей цилиндровую втулку, поршень, его шток (9) с уплотнением, нагнетательный коллектор (10).
Рис. 2. Буровой насос У8-7М:
1 – поршень; 2 – цилиндровая втулка; 3 – крышка цилиндра; 4 – упорный стакан;
5 – нагнетательный клапан; 6 – корпус клапанной коробки; 7 – надставка штока;
8 – шток; 9 – сальниковое уплотнение штока; 10 – корпус насоса;
11 – трансмиссионный вал; 12 – коренной вал; 13 – ведомая головка шатуна;
14 – шатун; 15 – ползун; 16 – направляющие ползуна
При проводке глубоких скважин применяют насосы У8-6М, У8-7М (рис. 2). Буровые насосы У8-6М и У8-7М – горизонтальные, поршневые, двухцилиндровые, двойного действия – состоят из гидравлической и приводной частей, смонтированных на общей раме. Гидравлическая часть насоса У8-6М состоит из следующих основных узлов: двух литых стальных гидравлических коробок, соединенных между собой снизу приемной коробкой, а сверху – корпусом блока пневмокомпенсаторов. На приемной коробке установлен всасывающий воздушный колпак. Приемная коробка насоса соединяет всасываемую трубу с всасывающими клапанами. Внутри гидравлических коробок устанавливают сменные цилиндровые втулки, внутренний диаметр которых выбирают в зависимости от требуемого давления и подачи насоса. Наружные размеры всех втулок одинаковы.
Гидравлическая часть поршневого бурового насоса состоит из корпусных деталей постоянного применения, ресурс которых равен ресурсу всего насоса в целом, и сменных деталей с ресурсом около 100 ч, в зависимости от условий работы. К числу быстроизнашивающихся сменных деталей поршневого насоса относятся цилиндры, поршни (плунжеры), клапаны и сальниковые уплотнения.
Клапанная коробка
Клапанная коробка относится к гидравлической части насоса. В ней размещены рабочие камеры насоса и клапаны; ее также называют цилиндром насоса. Большей частью клапанную коробку выполняют отдельно от станины. В многоцилиндровых насосах клапанные коробки изготавливают отдельно друг от друга или в общем блоке.
В зависимости от рабочего давления, температуры и коррозионных свойств перекачиваемой жидкости клапанные коробки изготавливают литыми из чугуна или стали (углеродистой, нержавеющей). Для высоких давлений клапанные коробки выполняют коваными, например, у насосов для гидроразрыва пласта (на 50–70 MПa).
У насосов, перекачивающих загрязненные жидкости (содержащие песок), как, например, буровых или промывочных, рабочая поверхность клапанной коробки (цилиндра), по которой перемещается поршень, быстро изнашивается. Поэтому для таких насосов применяют сменные цилиндровые втулки, внутренняя поверхность которых обрабатывается по высокому классу точности и подвергается термохимической обработке для увеличения износостойкости. У насосов, перекачивающих щелочные и химически разъедающие жидкости, рабочие поверхности защищают специальными облицовками.
Поршни
Поршни изготавливают из чугуна, а для высоких давлений – из стали. Для уплотнения поршня в цилиндре используют кожу, резину, металл и другие предметы. Кожа и резина хорошо работают при перекачке холодных загрязненных жидкостей. Так, у насосов, перекачивающих под значительным давлением жидкость, содержащую абразивные частицы (песок), поршни снабжают резиновыми самоуплотняющимися манжетами (рис. 3).
Рис. 3. Поршень с резиновыми самоуплотняющимися манжетами:
1 – резина; 2 – сердечник
Иногда манжеты закрепляют на металлическом корпусе, и они являются сменными; в других конструкциях резиновые манжеты вулканизируют, соединяя с сердечником, и при износе заменяют весь поршень. Поршни насосов, перекачивающих нефтепродукты, снабжают чугунными пружинящими уплотняющими кольцами (рис. 4).
Рис. 4. Поршень с пружинящими кольцами:
1 – корпус; 2 – крышка; 3 – уплотнительные кольца; 4 – дистанционное кольцо;
5 – гайка; 6 – шток
Плунжеры
| Рис. 5. Плунжеры: а – закрытого типа; б – открытого типа |
Плунжеры изготавливают из чугуна или стали. Плунжеры небольшого диаметра делают сплошными, а плунжеры диаметром более 100 мм – в виде полого стакана. В насосе плунжер передвигается в короткой втулке и в набивке уплотняющего сальника.
Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата
Сальники
Сальники устанавливают в месте прохода штока или плунжера через стенку цилиндра для предотвращения утечки жидкости. Фонарь сальника выполняют в виде кольца с радиальными отверстиями для подачи и отвода смазывающей жидкости.
Нормального уплотнения можно достигнуть только при аккуратно уложенной и затянутой набивке. Шток должен быть ровным и с очень гладкой поверхностью. Сальник требует большого внимания при работе насоса, так как он может оказаться источником потерь перекачиваемой жидкости и загрязнения помещения насосной, а также причиной пожаров при перекачке легковоспламеняющейся жидкости.
Для набивки сальника применяют асбестовый шнур, кожаные или резиновые манжеты, металлические кольца – в зависимости от рода перекачиваемой жидкости, ее температуры и давления.
Клапаны
Клапаны предназначены для периодического разобщения рабочей камеры насоса от пространства всасывания и нагнетания, при этом обеспечивается движение жидкости в одном определенном направлении.
Клапан – один из важнейших узлов, дефекты в работе которого сильно отражаются на подаче и надежности работы насоса.
Клапаны, устанавливаемые на всасывающей и нагнетательной частях насоса, обычно выполняются одинаковыми. По принципу действия они подразделяются на самодействующие (автоматические) и принудительного действия. Самодействующие клапаны открываются посредством давления жидкости на их нижнюю поверхность, а закрываются под действием собственного веса или совместного действия веса и давления пружины. Клапаны принудительного действия приводятся в движение от вала насоса через передаточный механизм. Самодействующие клапаны в зависимости от рода движения подразделяются на подъемные и откидные, или шарнирные. Подъемные клапаны, в свою очередь, выполняются тарельчатыми (рис. 6), кольцевыми и шаровыми.
Рис. 6. Тарельчатый клапан:
1 – тарелка; 2 – седло; 3 – резиновое уплотняющее кольцо; 4 – нажимная шайба; 5 – замковая шайба; 6 – втулка; 7 – пружина
Применение клапанов того или иного типа зависит главным образом от рода перекачиваемой жидкости и числа ходов поршня.
Наибольшее распространение в нефтяной промышленности получили насосы, снабженные тарельчатыми и шаровыми клапанами, причем последние применяют преимущественно в скважинных насосах.
Роторные насосы.
Похожие статьи:
poznayka.org
