Погружные центробежные электронасосы

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

;. Внедрение насосов, работающих по принципу "АНАКОНДА", позволяет экономить средства в размере стоимости работ по монтажу-демонтажу установок при отклонениях в процессе подбора оборудования к скважине.

Кроме того, применение ЭЦНА5-45 и по сравнению со станками качалками позволит экономить до $ 3500 в год на одну установку за счет значительно большего КПД и меньшей стоимости оборудования.

Варианты конструктивного исполнения насосов предусматривают, в том числе, коррозионно и износостойкое исполнении.

 

 

2.Расчетная часть

 

.1 Расчет ступеней погружных центробежных насосов

 

Исходными данными для расчета является номинальная подача и напор:

=42м3/сут, H=950 м.

 

Расчет выполнен по методике, приведенной в [Богданов А.А., Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти.-М.: Недра, 1968 - 272с.]

Внутренний диаметр корпуса ступени:

 

,(2.1)

 

гдеDвк - внутренний диаметр корпуса;

?к - толщина стенки корпуса ступени ?к =0,003 м.

 

,(2.2)

 

гдеDнк - наружный диаметр корпуса, Dнк=0,092м;

?к - толщина стенки корпуса насоса, ?к =0,005 м.

Подставим полученное значение Dвк в уравнение 2.1 и получим:

 

,

 

Наибольший диаметр рабочего колеса:

(2.3)

 

где S - радиальный зазор между стенкой ступени и рабочим колесом,S=0,003м.

Приведенная подача рассчитываемой ступени:

 

, (2.4)

 

где n - число оборотов единичного колеса, n=2910 мин-1,

Q - подача насоса с учётом влияния шероховатости поверхности проточных каналов при изготовлении ступени литьём, с этой целью расчетная подача была увеличена на 10%: Q=46,2т/сут=0,53л/с.

Диаметр втулки при входе в рабочее колесо:

 

,(2.5)

 

гдеkdвт - коэффициент соответствующий полученному значению Qприв.

Проверим возможность размещения вала насоса:

 

,(2.6)

 

гдеdв - диаметр вала насоса;

?вт - толщена стенки втулки (для погружных центробежных насосов с диаметром корпуса 92-150мм можно принять 2-4мм).

Наибольший диаметр входных кромок лопастей:

 

(2.7)

где KD1max - коэффициент, соответствующий полученному значению Qприв, KD1max=2,35.

Диаметр входа в рабочее колесо:

 

,(2.8)

 

где KD0 - коэффициент входа в рабочее колесо, KD0=0,94.

Рабочее колесо с радиальным отводом, следовательно наименьший диаметр выходных кромок лопастей можно принять равный максимальному:

 

(2.9)

 

Наименьший диаметр входных кромок лопастей:

 

,(2.10)

 

где KD1min - коэффициент для данной Qприв, KD1min=2,4.

Высота канала на выходе рабочего колеса:

 

, (2.11)

 

где Kb2 - коэффициент, определяющий высоту выхода из рабочего колеса, Kb2=0,054.

Высота канала на входе в рабочее колесо:

 

, (2.12)

 

где Kb1 - коэффициент, определяющий высоту канала на входе в рабочее колесо, Kb1=0,107.

Коэффициент быстроходности ступени:

 

,(2.13)

 

где H - напор ступени насоса.

 

, (2.14)

 

где U2max - окружная скорость, м/с,

Ku2max - коэффициент окружной скорости, Ku2max=1,15.

g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2.

 

,(2.15)

 

следовательно:

 

, (2.16)

 

Подставим полученные значения U2max и Н в уравнение 2.13 и получим:

 

,(2.17)

 

По полученному значению коэффициента быстроходности определяем конструктивные углы 2 =320 и 1ср =400 .

Действительная высота рассчитываемой ступени:

 

,(2.18)

 

где lприв - приведенная высота ступени, lприв=0,022м.

Высота межлопаточных каналов направляющего аппарата:

 

,(2.18)

 

где b3пр - коэффициент приведенной средней высоты каналов направляющего аппарата, b3пр=0,0042м.

Диаметр диафрагмы направляющего аппарата:

 

 

гдеFприв - площадь кольца между внутренней стенкой корпуса ступени и диаметром диафрагмы, Fприв. =0,00095 м2.

Полученные значения l, D3, b3, а так же значения диаметра втулки рабочего колеса и внешнего диаметра цилиндрического бурта при входе в колесо (определяется конструктивно) позволяют построить меридианное сечение направляющего аппарата ступени, рисунок 2.3. Угол между касательной к входному элементу средней линии профиля и касательной к окружности в точке касания ее выходной кромки профиля принимают равный a4=900.

Угол входного конца средней линии профиля лопаток определяется по уравнению:

, (2.20)

 

гдеК - коэффициент, К=1,31,6;

КСТ2 - коэффициент меридианной скорости на выходе из рабочего колеса, КСТ2=1,2;

К?2ок - коэффициент окружной скорости.

Из уравнения 2.20 угол a3=arctg2,016=630.

 

2.2 Расчет мощности потребляемой ЭЦН

 

КПД ступени центробежного насоса зависит от размера ступени и ее приведенной подачи. Размеры ступеней погружных центробежных насосов изменяются в относительно небольших пределах, поэтому можно считать, что КПД ступени зависит только от приведенной подачи. Для Qприв = 1,1л/с КПД ступени будет равно 0,55.

КПД насоса определим по формуле П. Д. Ляпкова:

 

, (2.21)

 

где hст - КПД ступени;

Z - число ступений в насосе;

Nпол - полезная мощность насоса, определяется по уравнению:

 

,(2.22)

 

Определяем число ступеней насоса, исходя из напора:

(2.23)

 

КПД насоса:

 

,

 

Мощность насоса:

 

,(2.24)

 

Мощность двигателя:

 

(2.25)

 

2.3 Расчет на прочность деталей центробежных насоса