Выбор типа и подбор по каталогу марки насоса

Для заданных условий эксплуатации, то есть при перекачивании Нефтяных камней нефти вязкостью при температуре 45⁰С, целесообразно использовать центробежный насос. Этот насос экономичен, компактен и дешевле, чем насосы других типов. По заданной подаче и вычисленному сопротивлению сети по каталогам центробежных насосов [6] выбрали три альтернативных насоса следующих марок:

1) Центробежный, горизонтальный, консольный с осевым входом, одноступенчатый, с рабочими колесами одностороннего входа жидкости НК200/120-120 (1б), с числом оборотов n=2950об/мин.

2) Центробежный, вертикальный, однооступенчатый, с рабочими колесами одностороннего входа жидкости 1КсВ 200-130-1, с числом оборотов n=980об/мин.

Построим характеристики Q-H, Q-* насосов работающих на вязкой жидкости, нанесем также характеристику сети и режимную точку (см.рис.3).

Произвели сравнение характеристик этих насосов (рисунок 3)

Для насоса НК200/120-120 (1б):

Для насоса 1КсВ 200-130-1:

Из полученных вычислений видно, что из приведенных выше насосов наилучшим является насос НК200/120-120 (1б), так как он обеспечивает данный режим работы с большим максимально возможным КПД, а также он дешев, компактен и прост в обслуживании.

По каталогу [10, с. 50] для насоса НК200/120-120 (1б), берем диаметр рабочего колеса D2 = 320мм ширину лопатки b2=27 мм.

Техническая характеристика насоса НК200/120-120 (1б), дана в таблице 3.

 

Таблица 3 – Техническая характеристика насоса НК200/120-120 (1б)

Вариант ротора	Входной патрубок D, мм	Выходной патрубок D1, мм	Подача,	Напор, м	Скорость вращения, об/мин	КПД, %	Условное давление корпуса,
1б

 

Допустимый кавитационный запас ∆hдоп, м	Габаритные размеры, мм	Масса, кг	Диаметр рабочего колеса D2, мм	Ширина лопатки b2, мм	Мощность кВт
Насоса	Агрегата без привода
3,3	2216х1080х1600

 

Материал деталей насоса НК200/120-120 (1б) выбрали согласно [10, с.7]. так как Авиамасла МС-14 не относится к агрессивным средам, так как содержание серы меньше 0,5% то выбираем вариант исполнения насоса по материалу С.

 

Таблица 4 – Материал деталей насоса НК200/120-120 (2а)

Сборочная единица	Деталь	Марка материала; твердость поверхности детали
Корпус	Корпус насоса Крышка корпуса Направляющий аппарат Внутренний корпус	Сталь 25Л-II
Уплотнительные кольца и вкладыши щелевых уплотнений Разрузочная втулка	Сталь 40Х HRC 30-65
Ротор	Вал	Сталь 40Х
Рабочее колесо	Сталь 25Л - II
Уплотнитель кольца и втулки, щелевые уплотнители Разгрузочный барабан	Сталь 40Х HRC 52-56
Защитная гильза	Сталь 9Х 18 HRC 55-58

 

Основные узлы и агрегаты насоса представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Продольный разрез насоса НК200/120-120 (1б)

 

 

Рисунок 4а – Установочный чертеж одноступенчатого насоса

 

Таблица 4 – Габаритные и присоединительные размеры насоса НК200/120-120 (2а) [7, c.13]

А

А1

Б

Г

Е*

Ж

И

К

Л

М

Н

П

Р

-10

С

Т

Ф1

Ф

Входной патрубок

Выходной патрубок

а

О

D

d

a1

O1

D1

d1

 

Комплексная характеристика центробежного насоса

Комплексную характеристику насоса НК200/120-120 (1б), представляющую собой графическую зависимость развиваемого напора Н, потребляемой мощности N, к.п.д. 𝜂 и допустимого кавитационного запаса ∆hдоп от подачи Q при постоянных n и ρ, перечертили из каталога [10]. На комплексную характеристику нанесли также характеристику сети и режимную точку (рисунок 5).

 

Рисунок 5 – Комплексная характеристика насоса НК200/120-120 (1б)

 

Перерасчет характеристик насосов с воды на вязкую жидкость

Так как при температуре 50⁰С Нефтяные камни нефть имеет коэффициент кинематической вязкости то ввиду того, что он меньше чем то пересчет воды на вязкую жидкость не выполняем.

 

Регулирование работы насоса

Как видно из вычислений подача насоса и развиваемый им напор отличаются от заданной подачи Qз = 165 и расчетного сопротивления сети Нс=83,03м более чем на +5%, поэтому регулирование данного насоса будем производить обточкой рабочего колеса.

Определение диаметра рабочего колеса насоса при обточке.

Коэффициент сети К, , определили согласно [9, с.14] по формуле:

где Нс- сопротивление сети, м; Нс=83,03, Qp – заданная расчетная подача жидкости, Qp = 165

тогда

Зная параметр параболы обточки К выбираем Q1<Qp и Q2>Qp, и определяем Н1 и Н2 согласно [10, с.13] по формуле:

Тогда

Задавшись несколькими значениями подачи в пределах от 0 до (1,2 1,4)Qp, строим параболу обточки (рисунок 6). Данные расчетов по уравнению (19) свели в таблицу 5.

Таблица 5 – Регулирование работы центробежного насоса НК200/120-120 (1б)

Q,		K,
		0,00305
		2,745
		10,98
		24,705
		43,92
		68,625
		83,03625
		98,82
		110,105

 

Рисунок 6 – Парабола обточки

Диаметр колеса после обточки определяем согласно [10, с.14] по уравнению:

Тогда

Изменение к.п.д. насоса после обточки 𝜂’, % определяется согласно [10, с. 14] по формуле Муди:

Где 𝜂 – к.п.д. в режимной точке; 𝜂 = 0,69, D2 - диаметр колеса по обточке, мм; D2 = 320мм, D’2 - диаметр колеса после обточки, мм; D’2 = 352мм,

Тогда

При обточке внешнего колеса D2 характеристики насоса при сохранении постоянного числа оборотов изменяются согласно [10, с.13] следующим образом:

С помощью этих формул строим новые характеристики.

 

Таблица 6 – Значения характеристик насоса после обточки

Q	D’2/D2	Q’	H		H’	N		N’
	1,1			1,21	96,8		1,331	66,55
			108,9		79,86
					93,17
			123,42		102,487
			133,1		106,48
			145,2		119,79
			157,3		133,1
			169,4		146,41
			181,5		159,72
			193,6		173,03