Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Января 2013 в 06:35, контрольная работа
Вычислить коэффициент и степень неравномерности подачи поршневого (плунжерного) насоса, у которого z цилиндров, i рабочих камер. Поршень (плунжер) насоса совершает n двойных ходов в единицу времени, ход поршня L, диаметр цилиндра D, диаметр штока d, отношение длины кривошипа к длине шатуна (относительная длина кривошипа) составляет λ, угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) - α.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Горно-нефтяной факультет
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Гидромашины и компрессоры»
Выполнил: студент группы
РНГМу-11-2 Коренчук А.А.
Проверил: доцент А.А. Кукьян
Пермь 2012
Контрольная работа 1
Задача №1 (Вариант 11 )
Вычислить коэффициент и степень неравномерности подачи поршневого (плунжерного) насоса, у которого z цилиндров, i рабочих камер. Поршень (плунжер) насоса совершает n двойных ходов в единицу времени, ход поршня L, диаметр цилиндра D, диаметр штока d, отношение длины кривошипа к длине шатуна (относительная длина кривошипа) составляет λ, угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) - α.
Числовые значения исходных данных
для расчета приведены в
Таблица 1
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Число цилиндров z, шт |
2 |
Число рабочих камер i, шт |
4 |
Число двойных ходов поршня n, ход/мин |
65 |
Ход поршня L, мм |
400 |
Диаметр цилиндра D, мм |
160 |
Диаметр штока d, мм |
75 |
Относительная длина кривошипа λ, д. ед. |
0,25 |
Угол развала между |
90 |
Решение: Коэффициент неравномерности подачи вычисляется по формуле:
где , и - максимальная, минимальная и средняя мгновенная теоретическая подача насоса соответственно.
Степень неравномерности подачи насоса определяется соотношением:
Насос - горизонтальный двухилиндровый поршневой (плунжерный) двухстороннего действия (так как ). Определим среднюю мгновенную теоретическую подачу насоса
где - площадь поршня насоса.
Тогда =0, 0174 м3/с.
Для определения максимальной и минимальной мгновенных теоретических подач насоса необходимо построить график подачи насоса. Мгновенную теоретическую подачу насоса определим, суммировав мгновенные теоретические подачи цилиндров насоса. Мгновенную теоретическую подачу первого цилиндра определим по формуле:
где - скорость перемещения поршня насоса; - площадь сечения рабочей камеры насоса.
где - длина шатуна насоса; φ - угол поворота кривошипа; ω - угловая скорость кривошипа.
Тогда .
Площадь рабочей камеры насоса при 0＜φ＜ и при ＜φ＜2 .
Значит при 0＜φ＜
Теоретическую подачу второго цилиндра насоса определим аналогично с учетом угла развала между соседними кривошипами. Результаты расчетов приведены ниже в таблице 2.
Таблица 2
Угол поворота кривошипа, град |
Мгновенная теоретическая | ||||
первого цилиндра |
второго цилиндра |
насоса | |||
1 кам |
2 кам |
1 кам |
2 кам | ||
0 |
0 |
0 |
0,017107 | ||
30 |
0,01365 |
0,01365 |
0,017107 | ||
60 |
0,02364 |
0,02364 |
0,029631 | ||
90 |
0,02731 |
0,02731 |
0,034215 | ||
120 |
0 |
0 |
0,029631 | ||
150 |
0 |
0,01365 |
0,34214 | ||
180 |
0 |
0,02364 |
0,029631 | ||
210 |
0 |
0,034215 |
0,034215 | ||
240 |
0 |
0,029631 |
0,029631 | ||
270 |
0 |
0,017107 |
0,34214 | ||
300 |
0 |
0 |
0,029631 | ||
330 |
0 |
0 |
0,034215 | ||
360 |
0 |
0 |
0,029631 | ||
По результатам расчетов (данным
таблицы 2) строим график подачи насоса.
Как видно из рис. 1 и таблицы 2
м3/с и
м3/с.
Тогда
Рис. 1. График подачи насоса.
Контрольная работа 1
Задача №2 (Вариант 3)
Проверить условия всасывания поршневого насоса, если известно, что высота его установки над уровнем жидкости в приемном резервуаре открытого типа равна z. Поршень насоса при длине хода L совершает n ходов в единицу времени, диаметр цилиндровых втулок D. Длина всасывающей линии lвс, а её диаметр dвс. Перекачиваемая жидкость имеет плотность ρ и температуру tоС. Потери напора во всасывающем клапане составляют hкл. Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.
Таблица 2
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Высота установки насоса z, м |
0,4 |
Длина всасывающего трубопровода lвс, м |
2,6 |
Диаметр всасывающего трубопровода dвс, м |
0,15 |
Диаметр цилиндровых втулок насоса D, мм |
100 |
Длина хода поршня L, мм |
300 |
Число ходов n, с-1 |
1,1 |
Плотность жидкости ρ, кг/м3 |
1000 |
Температура перекачиваемой жидкости tо , С |
20 |
Потери напора во всасывающем клапане hкл, м |
2,3 |
Перекачиваемая жидкость |
вода |
Рис. 2. Схема установки насоса.
Решение: Воспользуемся условием безкавитационной работы поршневого (плунжерного) насоса:
где - минимальное абсолютное давление во всасывающем коллекторе насоса; - абсолютное давление над уровнем жидкости в резервуаре, так как резервуар открыт, то =100 кПа; h - потери напора во всасывающей линии в начале хода поршня, так как насос на всасывающей линии не оборудован пневмокомпенсатором, то h = 0; - инерционный перепад давления; - потери давления во всасывающем клапане; - давление паров жидкости; - гарантийный противокавитационный запас давления.
Определим инерционный перепад давления
где - ускорение жидкости во всасывающем трубопроводе.
где - ускорение поршня насоса; , - площадь поперечного сечения поршня насоса и всасывающего трубопровода соответственно.
Ускорение поршня насоса максимально в начале хода поршня, тогда
где - длина шатуна насоса; ω - угловая скорость кривошипа.
Тогда ускорение поршня насоса =1,790 м2/с.
Ускорение жидкости во всасывающем трубопроводе
= 0,796 м2/с.
Инерционный перепад давления
= 2069,6 Па.
Потери давления во всасывающем клапане
= 22563 Па.
Минимальное абсолютное давление во всасывающем коллекторе насоса
=
= 71443,4 Па.
Из Приложения 1 определим давление паров жидкости
2380 Па.
Из Примечания 2 к таблице с исходными данными к задаче
кПа.
или .
Значит условие всасывания насоса нормальное.
Контрольная работа 1
Задача №3 (Вариант 8)
Произвести гидравлический расчет насосной установки для перекачки нефти с расходом Q, если известно, что всасывающий трубопровод насоса, присоединенный к заборному резервуару на глубину а от свободной поверхности, имеет длину lвс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Нагнетательный трубопровод длиной lнг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки. Максимальная высота взлива нефти в напорном резервуаре равна hн, а избыточное давление над её поверхностью p1 = 196,2 Па. поверхность земли в пункте установки напорного резервуара возвышается над поверхностью земли, где установлен заборный резервуар, на Hг.
Перекачиваемая жидкость имеет вязкость ν и плотность ρ при температуре 10о С.
Полагая, что насосная станция работает круглосуточно, необходимо определить диаметр всасывающего и напорного трубопроводов - dвс и dнг, высоту расположения насосов относительно уровня нефти в заборном резервуаре, считая, что абсолютное давление над её поверхностью (р2) равно 40 кПа, полный напор насоса, тип и марку насоса для подачи заданного количества жидкости, мощность и тип электродвигателя.
Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.
Таблица 4
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Производительность насоса Q, м3/ч |
210 |
Глубина присоединения всасывающего трубопровода а, м |
2,0 |
Длина всасывающего трубопровода lвс, м |
12 |
Длина нагнетательного трубопровода lнг, м |
2000 |
Высота нефти в напорном резервуаре равна hн, м |
11 |
Геодезическая разность отметок Hг, м |
90 |
Вязкость нефти ν, м2/с |
0,35 |
|
Плотность нефти ρ, кг/м3 |
895 |
Избыточное давление над поверхностью нефти в напорном резервуаре p1, Па |
196,2 |
Абсолютное давление над поверхностью нефти в заборном резервуаре p2, кПа |
40 |
Рис. 3. Схема насосной установки.
Решение: Для перекачки жидкости данной вязкости с данным расходом должен применяться центробежный насос (см. Приложение 3).
Определим диаметры всасывающего и напорного трубопроводов. Из указаний к выполнению задачи:
Тогда .
м и м.
По ГОСТ 8732 - 78 выбираем для всасывающего трубопровода трубы 426х9 с внутренним диаметром dвс = 0,408 м и для напорного трубопровода 325х9 с внутренним диаметром dнг = 0,307 м.
Уточним скорости движения нефти в трубопроводах
Определим режимы течения жидкости в трубопроводах, Для этого вычислим числа Рейнольдса в трубопроводах
Так как ＞2320 и ＞2320, то режим течения в обоих трубопроводах турбулентный (2320 - критическое число Рейнольдса).
Коэффициент гидравлического трения определим по формуле Блазиуса:
= 0,0239; = 0,0257.
Определим потери напора в трубопроводах.
Всасывающий трубопровод насоса имеет длину lвс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Значит
Информация о работе Контрольная работа по "Гидромашинам и компрессорам"