Опорный конспект лекций для студентов специальности 090602 (стр. 36 )

  6000000,0000

  1000000,0000

  0,0040

  0,0040

Все представленные варианты струйных насосов способны обеспечить решение поставленной задачи. Однако, следует остановить выбор на одном из этих вариантов.  По условию задачи выбор необходимо проводить из условия обеспечения работы струйного насоса с максимально возможным КПД. Этому условию отвечают варианты, представленные в 33 и 34 строках. Из них выбираем вариант, где диаметр камеры смешения больше - 0,01635 м (диаметр сопла 0,00811 м). Таким образом, оптимальная конструкция струйного насоса подобрана с учетом всех требований данной задачи.

Обратим внимание на то, что во всех вариантах в таблице 5.2 рабочий перепад давления на струйном насосе (давление силового насоса) превышает 2,0 МПа. Это означает, что при рабочем перепаде давления менее 2,0 МПа невозможно обеспечить решение поставленной задачи с помощью струйных насосов.

  5.3. Пример проектирования струйного насоса при подаче рабочей  …  жидкости из магистрального напорного трубопровода.

Требуется спроектировать струйный насос при подаче рабочей жидкости из магистрального напорного трубопровода (силовая насосная установка обеспечивает стабильность рабочего перепада давления при изменении расхода рабочей жидкости через сопло струйного насоса). Расчеты провести, исходя из условия работы струйного насоса с максимальным КПД. Из двух возможных равноценных вариантов решения задачи выбрать тот, где диаметр камеры смещения больше. В данной задаче последнее условие связано с необходимостью расширения каналов для прохода твердых частиц, имеющихся в перекачиваемой жидкости.

Описание насосной установки. На расчетной схеме рис.5.4  показан струйный насос 1, размешенный в скважине 2 и служащий для добычи воды. Добываемая вода через перфорационные отверстия 3 в обсадной колонне поступает в приемную камеру струйного насоса. В данном примере рабочая жидкость в струйный насос подается из напорного магистрального трубопровода 5. Рабочая и добываемая жидкости перемешиваются в струйном насосе и отводятся в сборный трубопровод 4. На схеме показан участок характеристики силовой установки, служащей для перекачки жидкости по магистральному трубопроводу и для подачи рабочей жидкости к струйному насосу (разность давлений в напорном магистральном трубопроводе и сборном трубопроводе остается постоянной при изменении расхода рабочей жидкости через сопло струйного насоса).

Исходные данные к расчету. Условиями эксплуатации определены значения выходных параметров проектируемого струйного насоса и силовой установки, подающей рабочую жидкость к струйному насосу: давление струйного насоса  -0,9 МПа;

расход перекачиваемой жидкости  -3,0 л/с;

плотность жидкости  -1000 кг/м3;

коэффициент сжатия струи  -1,0;

максимальное давление силового насоса  -2,5 МПа;

минимальное давление силового насоса  -2,5 МПа;

(в пределах рассматриваемого участка характеристики силового насоса максимальное и минимальное давления равны);

максимальная подача силового насоса  -5,0 л/с;

минимальная подача силового насоса  -1,0 л/с.

Для расчета используем программу № 2. Соблюдая принятую для расчетов размерность параметров, вводим в ЭВМ исходные данные в такой последовательности:

900000

0,003

1000

1,0

2500000

2500000

0,005

0,001

  Рис. 5.4.  Расчётная  схема  насосной  установки.

  Проанализируем  результаты  расчёта,  представленные  в  таблице  5.3.

  Таблица 5.3

A	Q	H	ETA	DS	DKS	P04	P01	Q0
3,510	1,000	0,262	0,355	0,00656	0,01229	2,500	3,400	0,0030
4,451	1,000	0,262	0,355	0,00670	0,01414	2,500	3,400	0,0030
3,121	0,938	0,262	0,333	0,00669	0,01183	2,500	3,400	0,0032
4,825	0,938	0,262	0,333	0,00697	0,01531	2,500	3,400	0,0032
2,884	0,882	0,262	0,314	0,00685	0,01163	2,500	3,400	0,0034
5,051	0,882	0,262	0,313	0,00721	0,01620	2,500	3,400	0,0034
2,709	0,833	0,262	0,296	0,00700	0,01153	2,500	3,400	0,0036
5,216	0,833	0,262	0,296	0,00743	0,01698	2,500	3,400	0,0036
2,571	0,789	0,262	0,281	0,00716	0,01148	2,500	3,400	0,0038
5,344	0,789	0,262	0,280	0,00765	0,01769	2,500	3,400	0,0038
2,458	0,750	0,263	0,267	0,00731	0,01147	2,500	3,400	0,0040
5,453	0,750	0,262	0,266	0,00786	0,01835	2,500	3,400	0,0040
2,361	0,714	0,262	0,254	0,00746	0,01147	2,500	3,400	0,0042
5,543	0,714	0,262	0,254	0,00806	0,01898	2,500	3,400	0,0042
2,279	0,682	0,263	0,243	0,00762	0,01150	2,500	3,400	0,0044
5,619	0,682	0,262	0,242	0,00826	0,01957	2,500	3,400	0,0044
2,207	0,652	0.263	0,233	0,00777	0,01154	2,500	3,400	0,0046
5,687	0,652	2,262	0,232	0,00845	0,02014	2,500	3,400	0,0046
2,143	0,625	0,262	0,222	0,00791	0,01158	2,500	3,400	0,0048
5,747	0,625	0,262	0,222	0,00863	0,02070	2,500	3,400	0,0048
2,088	0,600	0,263	0,214	0,00806	0,01164	2,500	3,400	0,0050
5,798	0,600	0,262	0,213	0,00882	0,02123	2,500	3,400	0,0050

  90000,0000

  -  0,0030

  1000,0000

  1,0000

  2500000,0000

  2500000,0000

  0,0050

  0,0010

Все представленные варианты струйных насосов способны обеспечить заданные значения выходных параметров и, следовательно, решить поставленную задачу. Остается выбрать один из этих вариантов. В соответствии с заданием выбор необходимо проводить из условия обеспечения максимального КПД струйного насоса. Этому условию отвечают варианты в 1 и 2 строках. Согласно условию задачи предпочтение отдаем варианту во 2-й строке, где диаметр камеры смешения больше. Расчетные значения диаметра выходного отверстия сопла - 0,0067 м, диаметра камеры смешения - 0,01414 м, расхода рабочей жидкости-0,003 м3/с.

Обратим внимание на то, что во всех представленных в таблице 5.3 вариантах струйных насосов расход рабочей жидкости превышает 0,003 м3/с. Это означает, что при расходе рабочей жидкости менее 0,003 м3/с невозможно решить поставленную задачу с помощью струйных насосов.

  5.4. Пример проектирования струйного насоса, работающего в  ..  комплексе с силовым центробежным насосом

Требуется спроектировать струйный насос, исходя из условия работы силового насоса с минимальным давлением на его выходе (в данном примере это ограничение обусловлено прочностью напорного трубопровода). В качестве силового используется центробежный насос (насос динамического типа). Для уменьшения габаритов струйного насоса из двух возможных равноценных вариантов решения задачи выбирать тот, где меньше диаметр камеры смешения.

  Рис. 5.5.  Расчётная  схема  насосной  установки

Описание насосной установки, На расчетной схеме рис. 5.5 показан струйный насос 1 для добычи воды из скважины 2 . Добываемая вода через перфорационные отверстия 3 поступает в приемную камеру струйного насоса. Смесь рабочей и добываемой жидкости отводится в сборный трубопровод 4. На схеме также видим участок характеристики силового центробежного насоса. Увеличение расхода рабочей жидкости сопровождается уменьшением давления силового насоса.