Сорап тегеуріні

МАЗМҰНЫ

1. Кіріспе
2. Сорап тегеуріні
3. Сорап қуаты
4. Сорап пайдалы әсер коэффициенті
5. Пайдаланған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Сорап – машиналарға негізінен қалақшалы (ортадан тепкіш, өстік және диоганалды) сораптар жатады. Олардың жұмыс істеу ұстанымы доңғалақ қалақшаларының тасымалданатын су ағынымен өзара әсерінің негізінде қалыптасқан. Қалақшалы доңғалақтар ортадан тепкіш сораптардың негізгі элементі болып табылады және әртүрлі орындалуына байланысты сорап агрегатының құрылымдық ерекшеліктерін білдіреді. Олар екі жағы жалпақ дискілермен қоршалған, ішінде қалақшалар бекітілген айналмалы камераны құрайды. Қалақшалар саны мен орналасуы агрегатқа қойылатын су беру талаптарына, судың тазалығы мен былғаныштығына байланысты қабылданады. Доңғалақ қатты айналғанда, қалақшалар су ағысын құйындатып, оның механикалық энергиясын арттырады. Сондықтан, қалақшалы сораптардың жұмыс процестерін зерттеуге көп көңіл бөлінеді. Қалақшалы доңғалақтардың жабық түрдегі варианттары электр қозғалтқыш білігіне гайка көмегімен орнатылады, ал ашық түрі – білікке шпонкамен бекітіледі. Ортадан тепкіш сораптардың жұмысын келесі негізгі техникалық көрсеткіштер сипаттайды: беріліс (өнімділік), қысым, арын, қуат, ПӘК, жылдам жүргіштік коэффициенті, жіберілетін кавитациялық қор.

Енді қалақшалы сораптардың  жұмыс процесіне келсек – онда сорап тегеуріні, қуаты және пайдалы әсер коэффициентін қарастырамыз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚАЛАҚШАЛЫ СОРАПТАРДЫҢ ЖҰМЫС  ПРОЦЕСІ

 

   Статистикалық тегеурін (Н_ст). Сораптағы сұйықтың келтірілген толық потенциалды энергиясының артуы:

Н_ст=h₀+(P_н-Р_в)/g

Динамикалық тегеурін (Н_дин). Сораптағы сұйықтың келтірілген толық кинетикалық энергиясының артуы:

H_дин=

Сорап қуаты (N_c). сораптың жұмыс кезіндегі тұтыну қуаты:

N=M, кВт

мұндағы, М - сорап білігінің айналдыру моменті; – біліктің айналу жиілігі.

Сорап қондырғысының  қуаты(N_с.қ). Сораптың қосымша құрал-жабдықтарымен бірге істеген кездегі тұтыну қуаты:

 

Сораптың механикалық  пайдалы әсер коэффициенті . Сораптың пайдалы қуатының (N_n) оның есептік (N_е) мәніне қатынасы:

= N_n / N_е

Сораптың көлемдік пайдалы әсер коэффициенті . Сораптың көлемдік су өнімділігінің идеалды су өнімділігіне қатынасы:

 

Сораптың гидравликалық  пайдалы әсер коэффициенті. Сорап тегеурінінің (Н_с) оның теориялық мәніне (Н_т) қатынасы:

 

Бернули теңдеуі бойынша  сорапқа кірер жерде тасымалданатын сұйықтың толық энегиясы (1-суретте, н-н қимасы):

                                                      (1)

мұндағы z_н – (н-н) қимасындағы ауырлық биіктігі, м; p_н- сораптағы кірер жердегі қысым, Па; - сорапқа кірер жердегі сұйық қозғалысының жылдамдығы, м/с; g-ауырлық күшінің үдеуі, м/с² ; ρ-сұйықтың тығыздығы, кг/м³.

1-сурет. Жұмыс параметрлерін анықтау сұлбасы

Сораптан шығар жердегі (к-к) қимасындағы тасымалданған сұйықтың толық энергиясы:

(2)

мұндағы, z_к – қиманың ауырлық биіктігі; - және - осы қимадағы тиісінше абсолютті қысым және ағыс ағыс жылдамдығы.

Сондықтан, н-н қимасына дейінгі учаскеде тасымалданатын сұйықтың меншікті энергиясының өсімі, басқаша айтқанда, сорап тегеуріні, м

(3)

Бұл теңдеудің алғашқы мүшесінің қосындысы н-н және к-к қималарындағы сорап өсіне келтірілген артық қысымдардың айырмашылығы болып табылады және манометрлік тегеурін деп аталады:

         (4)

Сонда, сорап тегеуріні:

(5)

Сору тегеурінді келте  құбырлардың диаметрлері бірдей болған жағдайда, жылдамдықтар және сорап тегеуріні манометрлік қысымға тең болады. Сораптардың орталық өсі сұйық деңгейінен биік орналасқан жағдайда манометрлік тегеурін төмендегі өрнекпен анықталады:

Н_ман = М₀+V₀     (6)

Мұндағы М₀ және V₀- сорап өсіне келтірілген манометр мен вакуумметр көрсеткіштері,м.

Сораптық сұйық деңгейінен төмен орналасқан жағдайында манометрлік  қысым:

    (7)

Мұндағы, және - тегеурінді және сору құбырларындағы сорап өсіне келтірілген манометр көрсеткіштері.

Тік орналасқан қалақшалы  сораптардағы манометрлік тегеурінді есептеу кезінде монометр мен  вакуумметрдің көрсеткіштері жұмыс  доңғалағының көлденең өсіне, ал сораптар көпсатылы болатын болса, онда бірінші  сатыдағы жұмыс доңғалағының өсіне  келтіріледі.

(3) немесе (5) байланыстары сораптың тегеуріні Н тек жұмыс істеп тұрған сорап қондырғыларына ғана қатысты. Оларды жобаланып отырған қондырғылардың тегеурінін есептеуге қолдануға болмайды. Себебі р_н және р_к қысымдары, сондай- ақ монометрлік тегеурін бұл жағдайда белгісіз мәндер болып табылады.

Бұл жағдайда 0-0 және н-н қималары аралығындағы сұйық ағысы үшін Бернулли теңдеуін пайдаланамыз:

 

(8)

немесе

          (9)

ал, к-к мен 3-3 қималары аралығында:

 

немесе

(10)

(9) мен (10) теңдеулерін (3) формуласына қойып және таңбалары қарама қарсы сәйкес мүшелерді қысқарта отырып, келесі теңдеуді жаза аламыз:

                          (11)

мұндағы,  - статикалық  тегеурін немесе төменгі және жоғарғы бассейндердегі сұйықтықтардың беткі деңгейлерінің айырмашылығы; - (0-0 және н-н) қималары аралығындағы тегеурін шығыны (сораптың сору желісі); - (к-к және 3-3) қиамалары аралығындағы тегеурін шығыны (сораптың тегеурінді желісі).

Сораптың қажетті су көлеміне сәйкес тегеурін шығындары  және жобада қабылданған сору және тегеурінді құбырлардың конструктивтік параметрлерін (диаметрлер, ұзындықтар, материал, қондырғы т.б.)пайдалана отырып анықталады.

Ал, сорап қысымы:

  (12)

Қуат – уақыт бірлігі ішіндегі жұмыс. Сораптық агрегатты пайдалану кезінде сораптың пайдалы қуаты, сораптық қондырғының пайдалы қуаты, сораптың қуаты, сораптық агрегаттың қуаты және сораптық қондырғының қуаты анықталады.

Сораптың пайдалы қуаты  деп – сораптан айдалатын сұйыққа берілетін қуат аталады.

Пайдалы қуат. Егер сорап төменгі бассейннен жоғарғыға қарай массасы m cұйықты беретін болса, онда жасалынатын пайдалы жұмыс mgH, Дж тең болады.

Ал, Q, м³/c берген кезде m=, сораптың пайдалы қуаты (1 с-тегі жұмыс):

N_n=gQH     (13)

(12) теңдеуін пайдалана отырып, сораптың пайдалы қуатын анықтаймыз:

    N_n=Qp       (14)

Сораптың қуаты – бұл сораптың өзі қолданатын қуаты. Бұл қуат пайдалы қуаттан жұмыс кезінде болатын энергия шығынының мәнінен үлкен болады. Сорап бойында мәжбүрлі түрде болатын энергия шығындары әсерінен оның пайдаланатын қуаты пайдалы қуаттан әрқашанда артық болуы тиіс. Бұл шығындар пайдалы әсер коэффициенті арқылы ескеріледі. Ол пайдалы қуаттың сорап қуатына қатынасына тең:

 

Тиісінше, сорап қуаты  - N (14) формуласынан мәнін пайдаланып, келесі теңдеуді жазамыз:

N=gQH/η= Qp/η   (15)

Сораптың агрегаттық қуаты – бұл арындық келте құбырдағы ағыстың пайдалы қуатын қоса алғандағы сораптық агрегаттың қолданатын қуаты.

Сорыптың қуаты:

                          N_Н                  (15.2)

мұндағы  – сораптық агрегаттың қуаты (қозғалтқышқа келетін энергияны өлшеумен анықталады);   - қозғалтқыштың және қозғалтқыш пен сорап арасындағы – берілістің ПӘК-і.

Сораптың агрегаттық қуаты  – бұл сораптың агрегаттық өзі  қолданатын қуаты, ол барлық кезде сорап  қуатынан жетекте болатын шығын  мәнінен үлкен болады.

Сораптың пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) тасымалданатын сұйықтың энергиясын сорап арқылы беру кезіндегі барлық шығындарды ескереді. Олар – гидравликалық, көлемдік және механикалық шығындар.

Гидравликалық шығындар сұйықтың қабырғаларға үйкелісіне байланысты шығындар мен құйындық шығындардың қосындыларынан тұрады. Алғашқы шығындар қабырғаның бұдырлығы мен су ағатын бөліктің өлшемдеріне сәйкес туындайды. Бұл шығындар ағыс жылдамдығының квадратына тең. Ірі құйындық шығындар (дүмпулік шығындар) ағыстың күрт бұрылуы мен қиманың кенет кеңуі кезінде пайда болады. Оған сораптың есептік режимнен ауытқып жұмыс істеуі , ағыстың үзілуі әсер етеді.

Гидравликалық шығындар h_г гидравликалық ПӘК бағаланады:

η=                    (16)

Көлемдік шығындар деп айналып тұрған жұмыс доңғалағы мен сораптың қозғалмайтын корпусы аралығындағы саңылау арқылы сұйықтың жоғары қысым аумағынан төменгі қысым аумағына ағуын айтамыз. Мысалы, ортадан тепкіш сорапта спиралды бағыттағыштағы сұйықтың бір бөлігі жұмыс доңғалағына соқпай, кері карай сору құбырына өтуі мүмкін. Бұл жағдайда, оған біршама энергия жұмсалғанымен, ол тегеурінді құбырға қайта түспейді. Мұндай жағдай өстік сораптарда да, олардың саңылаулары арқылы ағуы кезінде де байқалады.

Егер сорап тегеурінді құбырға Q су беретін болса, онда саңылаулар арқылы өтетін Q су өтімі оған қосылып, жұмыс доңғалағының нақты су беруі Q+ Q-ін құрайды. Сонда, сорыптың көлемдік ПӘК-ін төмендегі қатынаспен сипаттауға болады:

             (17)

 білік пен жұмыс доңғалағының арасындағы үйкелістен туындайды. Оларға подшипниктер мен тығыздағыштардың, айналып тұрған бөлшектердің сұйыққа үйкелуі кезінде пайда болатын шығындар жатады.

Сонда

        (18)

мұндағы,  – қуаттың механикалық шығындары; – гидравликалық қуат, яғни сораптың жұмыс доңғалағының сұйық ағынына беретін қуаты.

Сораптағы энергия шығыны:

 

(15) формуласын ескере отырып:

            (19)

немесе біржола

                       (20)

Яғни, сораптың толық ПӘК-і көлемдік, гидравликалық және механикалық пайдалы әсер коэффициенттерінің көбейтіндісінен тұрады. Сораптың ПӘК-і оның конструкциясының гидравликалық, сондай-ақ механикалық тұрғыдан жетілдірілгенін көрсетеді. Қазіргі кезде сораптардың ПӘК-і =0,9…0,95; =0,95…0,98 және =0,9…0,97 жетеді. Әрбір сораптың мәні жұмыс режиміне байланысты өзгеріп отырады. Тұрақты түрде шығарылатын ірі сораптардың максималды  ПӘК-і 0,9-0,92 дейін, басқаларынікі 0,6-0,75 аралығында болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

 

1.  “Сораптар және желдеткіштер”, Ж.Қ.Қасымбеков
2. “Гидромашины и компрессоры”, В.Касьянов. Учебник
3. Батырбаев Э.М.; Титов В.Н. “Гидромашины и компрессоры”    Алма-Ата: КазПТИ, 1991. 
4. Чичеров Л.Г. Нефтепромысловое машины и механизмы. 
5. http://www.topreferat.com/%D0%9A%D1%83%D1%80%D1%81%D1%82%D1%8B%D2%9B-%D0%B6%D2%B1%D0%BC%D1%8B%D1%81/1233-%D0%9E%D1%80%D1%82%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%BD-%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BA%D1%96%D1%88-%D1%81%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BF%D1%82%D0%B0%D1%80-%D0%BA%D1%83%D1%80%D1%81%D1%82%D1%8B%D2%9B-%D0%B6%D2%B1%D0%BC%D1%8B%D1%81