Нефтегазопромыслове оборудование (стр. 28 )

(4.1)

В формулу введены максимальные и минимальные значения параметров рассматриваемого прямолинейного участка характеристики силового насоса.

Расчет размеров струйного насоса ведется так, чтобы выполнялись два условия:

первое условие - расчетный режим работы струйного насоса должен соответствовать заданному по условию задачи режиму;

второе условие - расчетный режим работы силового насоса должен соответствовать характеристике этого силового насоса.

Ниже приводится программа №2 расчета на ЭВМ, которая позволяет вести проектирование струйного насоса по заданному режиму работы с выполнением двух указанных условий.

Программа № 2

PROGRAM PUMP 2

REAL K0,KI, K2,K3,KPQ, KH, KA

BYTE ESC, CL, HOM

DATA ESC, CL, HOM/27,69,72/

DIMENSION AS(100),HS(100),QS(100), ETAS(I00), DSS(100),

*DKSS(100),P04S(100),P01S(100), Q0S(100)

61 TYPE 54.ESC. CL

54 FORMAT (2X,2A)

OPEN (UNIT= 1 ,NAME='PUMP 2-DAT;l)

READ (5,20) KPQ, KH, KA, P4i, Q!,RO, E,P04X, P04N, Q0X, Q0N

20 FORMAT (F 16.5)

TYPE 54,ESC, CL

K0=0.03

Kl=0.06

PI=3.1415926

B=l.

43 I=1

WRITE (5,44)

WRITE (1,44)

44 FORMAT (//3X,'A',6X,'Q',6X,'H',6X,’ETA',6X,'DS',6X,'DKS',

*6X,’P04’,5X,’P01’,4X,’Q0’)

P04=P04X

Q0=Q0N

IF(P04N-P04X) 21,21,6

21 IF(Q0N-Q0X) 22,22,6

22 DQ=KPQ*(Q0X-Q0N)

DP=KPQ*(P04X-P04N)

GOTO 1

2 Q0=Q0+DQ

IF(Q0-Q0X) 23,23,6

23 P04=P04-DP

IF(P04-P04N) 6,1,1

1 H=P41/(P41+P04)

IF (H-l.) 24,6,6

24 Q=Ql/Q0

IF (Q*H/(I.-H)-0.4) 26,25,25

25 IF (Q0-Q0X) 2,6,6

26 AN=Q+1.

АХ=(1.+(1.-Н)**0.5/Н

A=AN

IF (AX-AN) 2,2,5

5 A=A+KA*(AX-AN)*B

IF (A-AX) 27,27,2

27 IF (A-1.4) 28,29,29

28 K3=0.22

K2=0.08

GOTO 30

29 K3=0.125+Q/(5.6*(A-l.)-! .14)

K2=0.005+Q/(13.48*(A-l.)-3.41)

IF(A-24.) 30,30,31

31 K2=0.02

K3=0.16

30  Y1=(A-I.-Q)*(A-1.+2.*(A-1.)**2.+Q)

Y2=(K2+K3)*((Q+1.)*(A-1.))**2.

Y3=Kl*(Q*A)**2.

Y4=A**2.*((l.+K0)*(A-l.)**2.-(l.+Kl)*Q**2.)

HA=(Y1-Y2-Y3)/Y4

IF((H-HA)**2.-(0.2*H)**2.) 51,51.50

50  B=l.

GOTO 5

51 B=0.1

IF((H-HA)*(H-HA)/H/H-KH*KH) 33,33,5

33  AS(I)=A

HS(I)=HA

QS(I)=Q

Q0S(I)=Q0

ETAS(I)=QS(I)*HS(I)/(1.-HS(I))

P01=P04+P4l

Y5=Q0**2.*8.*RO/(E*PI)**2./P01

Y6=I.+K.0-(Q/(A-1.))**2.*(1.+K1)

DSS(I)=(Y5*Y6)**0.25

DKSS(I)=DSS(I)*(AS(I)*E)**0,5

P04S(I)=P04/10.**6.

WRITE (5.34) AS(I),QS(I),HS(I),ETAS(I),DSS(I),DKSS(I), /// *P04S(I),P01S(I),Q0S(I)

WRITE (1,34) AS(I),QS(I),HS(I),ETAS(I),DSS(I),DKSS(I),

*P04S(I).P01S(I).Q0S.(I)

I=I+1

KA=-KA

A=AX

GOTO 5

6 WRITE (5.35) P41 ,Q1,RO, E,P04X, P04N, Q0X, Q0N

WRITE(1,35) P41,Q1,RO, E,P04X, P04N, Q0X, Q0N

34 FORMAT (4F7.3,1X,2F8.5,2F8.4,F7.4)

35 FORMAT (6X, F16.5)

D=0.

TYPE

55 FORMAT (1Х,۬ВЫВЕСТИ ДАННЫЕ НА ПЕЧАТЬ (1-ДА; 0-НЕТ)?۬.*) ACCEPT*,D

IF(D. NE.1)GOTO41

CLOSE (UNIT=1,DISPOSE='PRINT')

GOTO 42

41 CLOSE (UNIT= 1 ,DISPOSE='DELETE')

42 TYPE 60,ESC, CL

60 FORMAT (2Х,2А,'ПРОДОЛЖАТЬ РАБОТУ (1-ДА; 0-HET) ?', °)

ACCEPT*,D

IF(D. EQ.1)GOT0 61

STOP

END

В перечень исходных данных для расчета на ЭВМ включаются параметры струйного насоса, в соответствии с заданным режимом работы, и параметры силового насоса, строго соответствующие его характеристике.

Так же, как и в программе №1, результаты расчета на ЭВМ по программе №2 выводятся в виде таблицы, под которой печатаются исходные данные.

Каждому режиму работы силового насоса в пределах его характеристики будет соответствовать определенная конструкция струйного насоса, обеспечивающая заданные выходные параметры.

Приемы применения программы проектирования струйных насосов будут более подробно рассмотрены в последующих примерах раздела 5.

5. Примеры расчета струйных насосов

В данной работе, в отличие от известных опубликованных методик расчета, струйный насос и питающая его силовая установка рассматриваются в едином комплексе. В качестве силовой установки могут использоваться насосы объемного типа, динамического типа или магистральный напорный трубопровод.

Выбор решения задачи производится в зависимости от критерия оптимизации. В качестве такого критерия может быть взят: КПД струйного насоса или КПД насосной установки в целом, давление или подача силового насоса, кавитационный параметр или какие-либо другие конструктивные и технологические требования.

Правила определения линейных размеров камеры смешения, диффузора, требования к монтажу сопла были достаточно подробно изложены в первых разделах и опускаются в рассматриваемых примерах. Ведется расчет наиболее важных диаметральных размеров и выходных параметров насосной установки.

Согласно представленной методике для вычислений требуется задавать значения перепадов давлений в характерных точках струйного насоса, а не абсолютные значения давлений. Поэтому данная методика расчета применима для любых гидравлических схем со струйными насосами. В примерах будут рассмотрены лишь некоторые из возможных вариантов включения струйного насоса в гидравлическую систему.

5.1.Пример расчета характеристики струйного насоса

Для определения технических возможностей струйного насоса при работе на переменных режимах требуется рассчитать и построить его характеристику. По условиям в примере рассматривается насос с коноидальным соплом. Конструкция выполнена с соблюдением всех требований по выбору длины камеры смешения, расстояния между соплом и камерой смешения; угол конусности диффузора и его степень расширения соответствуют рекомендованным значениям. Таким образом, для такой конструкции можем использовать изложенные методы расчета.

Значения параметров исходных данных:

диаметр выходного отверстия сопла - 8,7 мм;

диаметр камеры смешения - 22,0 мм;

коэффициент сжатия струи -1,0;

плотность жидкости -1000кг/м3

расход жидкости через сопло - 5,0 л /с

Для расчета используем программу №1. Значения параметров исходных данных вводим в ЭВМ, строго соблюдая размерность, принятую в инженерных расчетах (м; кг/м3; м3/с):

0,0087

0,0220

1,0

1000

0,005

Результаты расчета представлены в таблице 5.1. ( ПРИМЕЧАНИЕ. В рассматриваемом примере и далее по тексту данной работы не используются приемы округления чисел, приемы определения значащих цифр. Это связано с особенностями программирования и необходимостью текущего контроля за работой составленных программ.)

Таблица 5.1

Q	H	ETA	Q1	P41	P04	P01
0,0000	0,2768	0,0000	0,0000	1,0086	2,6347	3,6433
0,1349	0,2695	0,0497	0,0007	0,9811	2,6599	3,6409
0,2697	0,2621	0,0958	0,0013	0,9524	2,6815	3,6339
0,4046	0,2547	0,1383	0,0020	0,9226	2,6996	3,6222
0,5395	0,2472	0,1772	0,0027	0,8914	2,7143	3,6058
0,6743	0,2396	0,2125	0,0034	0,8590	2,7257	3,5847
0,8092	0,2318	0,2442	0,0040	0,8251	2,7338	3,5589
0,9440	0,2238	0,2722	0,0047	0,7898	2,7387	3,5284
1,0789	0,2155	0,2964	0,0054	0,7529	2,7404	3,4933
1,2138	0,2069	0,3166	0,0061	0,7145	2,7390	3,4535
1,3486	0,1978	0,3326	0,0067	0,6744	2,7346	3,4089
1,4835	0,1883	0,3441	0,0074	0,6325	2,7272	3,3597
1,6184	0,1782	0,3508	0,0081	0,5890	2,7169	3,3058
1,7532	0,1674	0,3525	0,0088	0,5436	2,7037	3,2472
1,8881	0,1559	0,3486	0,0094	0,4962	2,6877	3,1840
2,0229	0,1434	0,3388	0,0101	0,4470	2,6691	3,1160
2,1578	0,1300	0,3225	0,0108	0,3957	2,6477	3,0434
2,2927	0,1154	0,2991	0,0115	0,3423	2,6238	2,9660
2,4275	0,0994	0,2680	0,0121	0,2868	2,5973	2,8840
2,5624	0,0819	0,2285	0,0128	0,2290	2,5683	2,7973
2,6973	0,0625	0,1797	0,0135	0,1690	2,5369	2,7059
2,8321	0,0409	0,1207	0,0142	0,1067	2,5032	2,6098
2,9670	0,0167	0,0504	0,0148	0,0419	2,4671	2,5091
3,1018	-0,0105	-0,0323	0,0155	-0,0253	2,4289	2,4036

0,0087