Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Мая 2015 в 00:56, курсовая работа
Целью данной курсовой работы является рассмотрение центробежного насоса ЦНС-180-950, а именно: конструкции, назначения, принципа действия, анализа работы оборудования, обоснования основных параметров, конструктивного расчета узла, расчета на прочность и долговечность, правил эксплуатации.
ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................4
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ…....................................5
2 АНАЛИЗ РАБОТЫ НАСОСА.....................................................................13
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАСОСА…….........................18
4 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ…….........................................................23
5 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ НАИБОЛЕЕ НАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ……………………………………………………….……………..29
6 ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ...................................................................35
7 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БОРУДОВАНИЯ...........................................................41
7.1 ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ……..41
7.2 ОХРАНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ………………………………………42
7.3 ОХРАНА ВОДНОЙ СРЕДЫ…………………………………………….44
7.4 ОХРАНА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ………………………………….48
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................52
3 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАСОСА
Марка центробежного насоса содержит соответствующую информацию о нем. Рассматриваемый в данной работе насос центробежный ЦНС-180 –центробежный секционный, горизонтальный, однокорпусный с односторонним расположением рабочих колес, с гидравлической пятой, подшипниками скольжения и концевыми уплотнениями комбинированного типа (щелевое и сальниковое уплотнения).
Насосы имеют условное обозначение, в которое входят: тип насоса, величина подачи (м3/ч), развиваемый максимальный напор (м).
Так, рассмотрим непосредственно насос ЦНС-180-950. У данного насоса следующие параметры: подача 180 м3/ч, напор 950 м.
Сведения об основных параметрах центробежных насосов приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Техническая характеристика насосов ЦНС
Насос
|
Подача, м3/ч
|
Напор, м
|
Допускаемый кавитационный запас, м |
К. п. д., % |
Частота вращения (синхронная), мин-1 |
Число ступеней |
Габаритные размеры, мм |
Масса, кг | ||
длина |
ширина |
высота |
ЦНС-38-88 |
38 |
88 |
3,6 |
67 |
3000 |
4 |
981 |
420 |
430 |
260 |
ЦНС-60-250 |
60 |
250 |
3 |
1500 |
10 |
1860 |
640 |
620 |
960 | |
ЦНС-105-441 |
105 |
441 |
5,5 |
74 |
3000 |
9 |
1915 |
600 |
620 |
930 |
ЦНС-180-85 |
180 |
85 |
4 |
73 |
1500 |
2 |
1125 |
690 |
715 |
735 |
ЦНС-180-255 |
255 |
6 |
1545 |
1215 | ||||||
ЦНС-180-383 |
180 |
383 |
4 |
73 |
1500 |
9 |
1860 |
690 |
715 |
1590 |
ЦНС-180-500 |
180 |
500 |
7 |
72 |
3000 |
3 |
1510 |
640 |
710 |
1250 |
ЦНС-180-700 |
700 |
5 |
1720 |
1450 | ||||||
ЦНС-180-950 |
950 |
8 |
1930 |
1650 | ||||||
ЦНС-300-180 |
300 |
180 |
4,5 |
76 |
1500 |
3 |
1485 |
865 |
830 |
1390 |
ЦНС-300-360 |
360 |
6 |
1845 |
1940 | ||||||
ЦНС-300-910 |
910 |
12 |
3000 |
7 |
2545 |
760 |
790 |
2320 | ||
ЦНС-500-480 |
500 |
480 |
5 |
76 |
1500 |
6 |
2640 |
1070 |
1050 |
3980 |
ЦНС-500-104 |
1040 |
16 |
79 |
3000 |
11 |
2500 |
1300 |
1500 |
6200 |
Так, для получения высоких давлений (напоров) применяют многоступенчатые (многоколесные) центробежные насосы (ЦНС-180-950), в которых жидкость проходит последовательно через несколько рабочих колес при чем в каждом колесе удельная энергия жидкости повышается на определенную величину Н1. В соответствии с числом последовательно расположенных колес z увеличится и напор, создаваемый насосом, т. е. Н = z×Н1. Соответствующим образом можно регулировать напор насоса.
Таким образом, как было указано выше, при последовательном соединении рабочих колес производительность насоса на изменяется и остается такой, какую обеспечивает одно колесо. В этом случае увеличивается напор, который будет равен сумме напоров, развиваемых каждым колесом в отдельности.
В частности, насос ЦНС-180-950 развивает давление до 9,5 МПа (95 кгс/см2).
Так, в задании на проектирование насоса указывают его подачу, напор, характеристику перекачиваемой жидкости, функции, выполняемые насосом, и дополнительные требования к нему, такие например, как ограничение его габаритов, массы, условия применения по климатическим факторам, по размещению.
Существует так называемый практический напор центробежного насоса, что объясняется различными причинами, в частности вязкостью жидкости, равномерностью подачи, различными утечками и другими параметрами, напрямую или косвенно влияющие на соответствующий исходный, то есть теоретический напор.
У насоса имеются соответствующая характеристика насоса которая строится в координатах Н – Q. Исходя из нее и из непосредственно характеристики трубопровода – всасывающего и нагнетательного, определяется так называемая рабочая точка и подбирается соответствующий насос. Так, по горизонтали при расчетах выбирают как минимум 6 значений (Q), по вертикали отмечают расчетные значения напоров.
Так, допустимую высоту всасывания центробежного насоса можно найти:
где Нмах – допустимый вакуум на приеме насоса, м;
Ра– атмосферное давление, которое оказывается на поверхность жидкости, находящейся в приемной емкости, 0,1 МПа;
Рt – давление насыщенных паров, Па;
– падение напора на входе в рабочее колесо, м;
n – число оборотов вала насоса, мин-1;
Q – производительность насоса, м3/мин;
c – коэффициент, зависящий от коэффициента быстроходности;
hBC– гидравлические потери напора на всасывающем трубопроводе, м;
(4)
λbc – коэффициент гидравлического сопротивления;
lbc – длина всасывающего трубопровода, м;
Dbc – внутренний диаметр всасывающего трубопровода, м;
– сумма местных сопротивлений во всасывающем трубопроводе;
– кинематическая вязкость жидкости, м2/с;
– скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;
– плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3.
Коэффициент удельной быстроходности определяется:
(5)
где Нс – напор, создаваемый одной ступенью, м
,
k – коэффициент, зависящий от характеристики ступеней, для насосов с направляющим аппаратом (1,1 … 1,4) 10-4;
Dk – наружный диаметр колеса, м.
Напор жидкости в нагнетательном трубопроводе определяется:
(7)
где Нст – статический напор, необходимый на преодоление сопротивлений, зависящих от атмосферного давления, геодезических отметок разности высот и противодавления в нагнетательной скважине, м;
Lнаг – длина нагнетательного трубопровода, м;
Dнаг – внутренний диаметр нагнетательного трубопровода, м;
– сумма местных сопротивлений в нагнетательном трубопроводе;
– коэффициент
Таким образом на основе расчетных выражений строят графические зависимости напоров во всасывающем и нагнетательном трубопроводах от производительности насоса.
При эксплуатации центробежных насосов по надобности производства приходится уменьшить, а иногда увеличить их производительность.
Регулирование производительности этих насосов можно проводить изменением числа оборотов насоса и при постоянном числе оборотов насоса.
Регулирование с изменением числа оборотов насоса – производительность изменяется пропорционально первой степени числа оборотов, напор — пропорционально квадрату числа оборотов и мощность — кубу числа оборотов.
Способ регулирования центробежного насоса изменением числа оборотов является наиболее экономичным.
На нефтяных промыслах в качестве двигателей насосов применяют асинхронные электродвигатели с постоянным числом оборотов, при необходимости число оборотов можно уменьшить, для этого пользуются гидромуфтами, которые помещают между асинхронным электродвигателем и насосом.
Существует много способов регулирования характеристик насоса с сохранением постоянного числа оборотов насоса.
Рассмотрим некоторые из них. Это регулирование напорной задвижкой — этот способ регулировании достигается прикрытием напорной задвижки. При этом создается дополнительное местное сопротивление на выходе жидкости из насоса. С увеличением сопротивления на выкиде напор растет, а подача насоса уменьшается. Также осуществляется регулирование перепуском части жидкости из напорной во всасывающую трубу – открытием задвижки на обводной линии. Этот способ регулирования весьма не экономичен, так как вместе с перепускаемой жидкостью теряется и затраченная на нее энергия. В многоступенчатых насосах при регулировании иногда часть жидкости, перепускают не из напорной линии, а с первой или же со второй ступени. При этом теряется только та часть энергии, которую получила перепускаемая жидкость от первой или второй ступени, и тем самым экономичность регулирования повышается.
Регулирование подачи многоступенчатых насосов снятием некоторого числа рабочих колес можно применять в том случае, если насос может разлить напор гораздо больше, чем противодавление в трубопроводе. При такой возможности регулирование со снятием необходимого числа рабочих колес экономично и даже дает снижение приводной мощности.
Информация о работе Расчет и обоснование основных параметров насоса ЦНС 180-1900