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