Zokirjon salimov n e f t V a g a z n I q a y t a I s h L a s h j a r a y o n L a r I
kesimlar uchun Bernulli tenglamasini yozamiz
Download 4.11 Mb. Pdf ko'rish
|
|
kesimlar uchun Bernulli tenglamasini yozamiz: P,
C O _ (О P,
. / ■ 'i i \ — + — = H + — + — + h . ( у • U Pg 2 g 2 g pg Xuddi shuningdek, nasos o ‘qidan o ‘tuvchi tekislikka nisbatan haydash vaqtidagi 1-1 va 2 -2 kesimlar uchun Bernulli tenglamasini yozamiz: + ^ l + f L +hx! (3.2) 2 g 2 g bu tenglamalarda: со/, со? - pastki va yuqorigi idishlardagi suyuqlikning tezligi; co.s, cox - so ‘rish va haydash quvurlaridagi suyuqlik tezligi; hs, hx - s o ‘rish va haydash quvurlaridagi gidravlik qarshiliklarni yengish uchun ketgan bosim miqdori. S o‘rish va haydash quvurlaridagi tezlikka nisbatan pastki va yuqorigi idishlardagi suyuqlik tezligining o ‘zgarishi juda kichik boMib, u nolga teng (ш/=0; co2 = 0). Nasosning bosimi oqimning nasosga kirish va chiqishdagi solishtirma energiyalari ayirmasiga teng: (3.3) P. < ---H ---- pg 2o H =
pg (3.1) va (3.2) tenglamalardan ayrimlar farqini aniqlasak: , ,
P~-P, 0)‘ -(U ‘ , , , , , ,
— ------L + — : - ------
H c + Я , +hc +ht . Pg Pg Bunda cos=cox, chunki haydash va so‘rish quvurlarining diametri bir xil. h„ = h s + hx quvurning umumiy gidravlik qarshiligi. Bundan tashqari, 3.1-rasmdan: Ns + Nx = Nr. Bu holda (3.4) tenglamani quyidagicha yozish mumkin: H = H , + Z ^ - + h,. (3.5) pg Demak, nasosning umumiy bosimi suyuqlikni geometrik balandlikka ko‘tarish uchun, pastki va yuqorigi idishlardagi bosimlar orasidagi farqni hamda so‘rish va uzatish quvurlaridagi gidravlik qarshilikni yengish uchun sarflanadi. Agar pastki va yuqorigi idishlardagi bosim o ‘zaro teng bo‘lsa, u holda nasosning umumiy bosimi: H = H r + ht . (3.6) Suyuqlik gorizontal quvurlar orqali uzatilsa (Nr = 0): * = (3.7) pg Xuddi shuningdek, nasosning umumiy bosimini manometr va vakuummetrning ko‘rsatishi bo‘yicha ham aniqlash mumkin: H = p“ +p™ +h. (3.8) pg Shunday qilib, nasosning umumiy bosimi manometr va vakuummetrlar (uzatilayotgan suyuqlik ustuni metr hisobida) ko‘rsatishlarining y ig ‘indisi bilan asboblar ulangan nuqtalar orasidagi vertikal masofaning (h) yig'indisiga teng. So‘rish balandligi. Pastki idishdagi suyuqlikning erkin sirtiga (3.1-rasm) atmosfera bosimi R a ta’sir etadi. Suyuqlik so‘rish quvuri orqali balandlikka ko‘tarilib, nasosning ish kamerasini toMdirishi uchun bu kamerada siyraklanish (ya’ni vakuum) vujudga keltirish kerak. Bunda ish kamerasiga qoldiq absolyut bosim RS Bosimlar farqi (R0-Rs) hosil boMganligi sababli suyuqlik ustunining metrlarda ifodalangan bosimi (R0-R,)/pg hosil boMadi. Bu bosimning bir qismi suyuqlikni so'rish quvurida N balandlikka ko‘tarish uchun, qolgan qismi esa suyuqlikning quvurda со tezlik bilan harakatlanishiga yoki tezlik bosimini hosil qilish uchun va so ‘rilayotgan suyuqlik yoMida uchraydigan barcha qarshiliklami yengishga sarflanadi. U holda: $ L -£ - = H . + — + h'. (3.9) pg Pg 2
Uzatilayotgan suyuqlikning qaynab ketishini hisobga olgan holda (u doim so‘rilishi uchun) so‘rilish quvurlaridagi bosim shu haroratdagi suyuqlikning to'yingan bug‘ bosimi R, dan yuqori boMishi kerak. Bunda nasosning normal ishlashi uchun tenglama quyidagicha yoziladi: Bu yerdan pg pg pg 2 g Pr
— + — + Қ Pg 2 g Pg (3.10) Harorat ortishi bilan suyuqlikning to‘yingan bug‘ bosimi ham ortib, u qaynash haroratida tashqi atmosfera bosimiga tenglashadi, bu vaqtda so ‘rish balandligi nolga teng boMadi. Shuning uchun qovushoqligi yuqori va issiq suyuqliklarni uzatayotganda nasos qabul qiluvchi idishga nisbatan pastroq o ‘matilishi zarur. Nasoslar so'rish balandligining uzatilayotgan suv harorati bilan bogMiqligi 3.1-jadvalda berilgan. S o'rish balandligining o ‘zgarishi Suvning harorati,°C 10 20 30 40 50 60 65 So‘rish balandligi, m 6 5 4 3 2 1 0 Xuddi shuningdek, so ‘rish balandligini hisoblashda gidravlik va mahalliy qarshiliklami yengish uchun ketgan sarflardan tashqari, markazdan qochma nasoslarda kavitatsiya hodisasi, porshenli nasoslarda esa inersion kuch ta’sirida boMadigan bosim y o ‘qolishlari inobatga olinishi lozim. 3.3. M A R K A ZD A N Q O C H M A N A SO SLA R Ishlash prinsipi. Markazdan qochma nasoslarda spiralsimon qobiq ichida parrakli ish gMldirak joylashgan boMadi. Ish gMldirakning aylanishida markazdan qochma kuch hosil boMadi. Bu kuch ta’sirida suyuqlikning s o ‘rilishi va uni haydash bir m e’yorda uzluksiz boradi. 3.2-rasmda markazdan qochma nasos sxemasi ko‘rsatilgan. S o‘rish quvuri orqali ta’minlovchi idishdan ko‘tarilgan suyuqlik ish gMldirakning markaziy qismiga kiradi. S o‘ngra ish gMldiragining kuraklari orasidan o ‘tib, nasos kamerasiga tushadi. Bu yerda markazdan qochma kuch ta’sirida hosil boMgan bosim suyuqlikni haydash quvuriga siqib chiqaradi. Bunda ish gMIdiragiga kirish oldida siyraklanish vujudga keladi. Kuraklar orasidagi kanallardan suyuqlik bir tekisda haydash quvuriga berilishi va suyuqlik tezligini asta-sekin kamaytirib, suyuqlik bosimini oshirish uchun qo‘zgaImas qobiq spiraisimon shaklda tayyorlanadi. Suyuqlikning haydash quvurida ma’lum miqdordagi tezlik bilan oqishini ta’minlash uchun nasosning kamerasi y o ‘naltirgich va diffuzor kabi bir qancha moslamalardan foydalaniladi. Nasosdagi so ‘rilish qabul qiluvchi idishdagi suyuqlik sathiga ta’sir qiluvchi bosim bilan so ‘rish quvuridagi siyraklanish bosimi orasidagi farq hisobiga amalga oshadi. 3.2-rasm. Markazdan qochma nasos: 1 - so ‘rish patrubkasi; 2 - salnik; 3 - qobiq; 4 - ish g‘ildiragi; 5 - ish gMldiragining kuraklari; 6 - haydash patrubkasi. Nasosning ishlashini tekshirib ko‘rish uchun so ‘rish liniyasiga vakuummetr va haydash quvuriga esa manometr o ‘rnatiladi. Bundan tashqari, nasosda uzatilayotgan suyuqlikning miqdorini rostlab turish uchun haydash quvuriga kran, ventil yoki zadvijka o ‘matiladi. Nasos qisqa muddatga to‘xtatilganda, shuningdek, ish g‘ildiragi suyuqlik bilan toMdirilganda, suyuqlik tushib ketmasligi uchun so ‘rish quvuriga klapan o ‘rnatiladi. GMldiraklar soniga qarab markazdan qochma nasoslar bir va ko‘p bosqichli boMadi. Bir bosqichli nasoslarda hosil boMadigan umumiy bosim 50 metrdan (ayrim hollarda 70 metrdan) oshmaydi. Ko‘p bosqichli nasoslarda suyuqlik bir valga ketma-ket ulangan ish gMldiraklari orqali o'tadi. Bunday gMldiraklarda bosim belgilangan miqdorlargacha asta-sekin ortib boradi. Hozirgi kunda ishlatilayotgan ko‘p bosqichli nasoslarning bosimi 20 MPa gacha boradi. Markazan qochma nasoslarning vali ham gorizontal ham vertikal joylashgan boMishi mumkin. M a r k a z d a n q o c h m a n a so sla rn in g x a ra k ter istik a la ri. Ish g ‘ildiragining parraklari yordamida hosil boMgan nazariy bosim Hb (metr hisobida) Bernulli tenglamasiga asosan quyidagi tenglama bilan ifodalanadi. ((72Сг cosafj - t/,C, c o s a ,) g И , (3.11) bu yerda, U - suyuqlik oqimchasining aylanma tezligi; S - gMldirak kanalidagi suyuqlikning absolyut tezligi, bu tezlik U va W tezliklarining geometrik yigMndisi hisoblanadi (3.3-rasm); W - suyuqlikning nisbiy tezligi; a - suyuqlikning ish gMIdiragini parragiga kirish burchagi; 1 va 2 ko'rsatkichlar suyuqlikning kanalga kirishi va undan chiqishini belgilaydi. Г3.11) ifoda E yler tomonidan ishlab chiqilgan boMib, markazdan qochtna mashinalarning asosiy tenglamasi deb yuritiladi. 3.3-rasm. Markazdan qochma nasos ish gMldiragi kanallaridagi suyuqlik harakatining chizmasi. Maksimal qiymatdagi bosim olish uchun suyuqlik gMldirakning parragiga a = 90° burchak bilan, ya’ni radial y o ‘nalishda berilishi kerak. Bunday sharoitda (3.11) tenglama soddalashadi, chunki sos 90° = 0 U.C.cosar, Hr = (3.12) Nasos gMldiragining ichidagi gidravlik qarshilikni yengish uchun va egri chiziqli kanalda suyuqlik oqimchalari traektoriyalarining har xil boMishligi sababli, haqiqiy bosim nazariy bosimga nisbatan doimo kam boMadi: Н=Н0цгч», (3.13) bu yerda, r(r - nasosning tuzilishi va oMchamlariga bogMiq boMgan gidravlik foydali ish koeffitsiyenti r|r = 0,7-^-0,9); r)u - parraklarning soniga bogMiq boMgan koeffitsiyent ( t ) u
= 0,56-^0.84), o ‘rta hisobda tiu = 0,8). Gidravlik foydali ish koeffitsiyenti va nazariy bosimning qiymati parraklarning qiyalik burchagi va uning shakliga ham bogMiq boMadi (3.3-rasm). Orqa tomonga egilgan (p2<90°) parraklarning gidravlik qarshiligi kam boMadi. Odatda turli markazdan qochma nasoslar uchun (32 = 14-H500, p 1=20-5-40° boMadi, bunday sharoitda suyuqlik nasosga zarbasiz kiradi va bir tekisda chiqadi. Ish gMldirakning aylanishlar soni t] o ‘zgarmas boMganda nasos ish unumdorligi Q ning bosim N , nasosning o"z quvvati N va foydali ish koeffitsiyenti bilan grafik usuldagi bogMiqligi nasoslarning xarakteristikalari deb yuritiladi (3.4- rasm). Bunday grafik bogMiqliklar markazdan qochma nasoslarni tekshirish paytida tuziladi. Bunda haydash liniyasidagi zadvijkaning ocliilishi har xil qilib olinadi. Zadvijka berk boMganda (ya’ni Q = 0) nasos oladigan minimal quvvat uning salt ishlashiga mos keladi. 3.4-rasm . M arkazdan qochm a nasosning ish x arakteristikasi. 100 150 m Qfi/c 3.5-rasm. Markazdan qochma nasosning universal xarakteristikasi. Bunday sharoitda foydali ish koeffitsiyenti ham r| = 0 boMadi. chunki nasos suyuqlikni uzatishga oid foydali ish bajarmaydi, salt ishlash quvvati esa nasosdagi barcha ishqalanishlar (podshipniklardagi va o ‘q zichlagichlaridagi ishqalanishlar, nasos qobigMni toMdiruvchi suyuqlikning nasos parragiga ishqalanishi va boshqalar) ta’sirida vujudga keladigan mexanik isroflarni qoplashga sarflanadi. Ish unumdorligini zadvijkani ochish bilan ko‘paytirsak, nasosning bosimi kamayib, nasos oladigan quvvat ortib boradi va foydali ish koeffitsiyenti maksimal qiymatga ega boMadi. Bu hoi shuni ko‘rsatadiki, aylanish gMldiragining tezligi o ‘zgarmas boMganda, nasosning xarakteristikasidan foydalanib energiyadan eng tejamli foydalanish rejimini topish mumkin. Nasosning turli rejimda ishlash qobiliyatini universal xarak- teristikadan aniqlash qulay. Ish g ‘ildiragining aylan ish soni (n ayl/min) har xil boMganda bosim (N, m), foydali ish koeffitsiyenti (rj, %) va ish unumdorligi (Q, m3/s) o ‘rtasidagi bogMiqlik nasosning universal xarakteristikasi deb ataladi (3.5-rasm) Bunday xarakteristikani hosil qilish uchun turli aylanish soni (г|Ь TI 2, r|3 ) da Q uchun xarakteristika tuzamiz. S o‘ngra bu xarakteristikalarda biror foydali ish koeffitsiyentiga tegishli nuqtalami ajratamiz (3.5- rasmdan ko‘rinadiki, bitta foydali ish koeffitsiyentining qiymati uchun ikkita bosim miqdori to‘g ‘ri keladi). Bu nuqtalami tutash chiziq bilan birlashtiramiz. Shu ishni bir qancha ti (т|г, т|2, t|3 , ) lar uchun takrorlab, bir qancha tutash chiziqlar olamiz. Bu chiziqlar bilan chegaralangan sohada ti chiziqdagi qiymatdan kichik boMmaydi. 0-8 5 % chizigM berilgan aylanish sonlarida maksimal r| ga to‘g ‘ri keladi. Universal xarakteristikadan foydalanib, nasosning (maksimal r| ga tegishli) ishlash chegarasini topish va uning ishlashi uchun eng qulay rejim tanlash mumkin. Nasoslarning xarakteristikalari tegishli kataloglarda keltiriladi. Nasos dvigatelining iste’mol qiladigan quvvati (N., kVt) quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: " = (3.14) 10 rj bu yerda, Q - nasosning hajmiy ish unumdorligi, m3/s; p - uzatilayotgan suyuqlikning zichligi, kg/m3; N - nasosda hosil boMgan bosim, m suyuqlik ustuni; ti - nasos uskunasining umumiy foydali ish koeffitsiyenti. Nasos uskunasini o ‘rnatish uchun zarur boMgan quvvatni aniqlashda quw atning zaxira koeffitsiyenti hisobga olinadi: N „ = 0 N. (3.15) bu yerda, P - quw atning zaxira koeffitsiyenti. Q uw atning zaxira koeffitsiyenti N ning qiymatiga ko‘ra tanlab olinadi (3 .2 -jadval). Q u v v a t z a x ira k o effitsiy en tin in g q iy m a tla ri Nasos dvigatelining iste’mol qiladigan quw ati, kVt t 1,5 5-50 50 Q uw atning zaxira koeffitsiyenti 2-1,5 1,5-1,2 1,2-1,15 1,1 M utanosiblik qonuni. GMldirakning aylanishlar chastotasi o ‘zgarganda nasosning ish unumdorligi, bosimi va nasos iste’mol qiladigan quvvat o ‘zgaradi. GMldirakning bir daqiqadagi maksimal aylanishlar chastotasi щ dan n2 ga qadar oshirilsa, nasosning ish unumdorligi Qi ham Q\ ish unumdorligiga nisbatan mutanosib ravishda ortadi: Suyuqlikning tegishli Ht va H2 bosimlari aylanishlar chastotasining kvadratlari nisbatiga mutanosib: Nasos iste’mol qiladigan quvvat N suyuqlik sarfi Q ning suyuqlik bosimi N ga ko‘paytmasiga mutanosib boMganligi sababli, gMldirakning bir daqiqadagi aylanishlar chastotasi turlicha boMgandagi nasosning oladigan quvvati Ni va N2 bir daqiqadagi aylanishlar chastotasining kublari nisbatiga mutanosib boMadi: Demak, nasos gMldiragining aylanishlar chastotasi ortishi bilan uning ish unumdorligi birinchi darajada, talab qilinadigan quvvat esa uchinchi darajada oshadi. Ammo amalda mutanosiblik qonuni gMldirak aylanishlar chastotasining ikki martadan kam o ‘zgargan sharoitdagina o ‘z kuchini saqlaydi. Kavitatsiya hodisasi. Nasos gMldiragining tez aylanishida va issiq suyuqliklar markazdan qochma nasoslar yordamida uzatilganda kavitatsiya hodisasi yuz beradi. Bu vaqtda nasosdagi suyuqlik tez bugManadi. Hosil boMgan bug‘ suyuqlik bilan yuqori bosimli zonaga o ‘tib tezda kondensatsiyalanadi. Natijada nasos qobigMda katta bo'shliq hosil boMadi, nasos qattiq silkinadi va taqillab ishlaydi. Nasos kavitatsiya rejimida ko‘proq ishlasa, u tezda buziladi. Shuning uchun harorati yuqori boMgan suyuqliklarni uzatayotganda bu hodisa q o‘shimcha kavitatsion koefTitsiyent bilan hisobga olinishi kerak. Kavitatsiya oqibatida nasosning ish unumdorligi, bosimi va foydali ish koeffitsiyenti kamayadi. Kavitatsiya hodisasining oldini olish uchun ish gMldiragining aylanish sonini kamaytirish kerak. Kavitatsiya ta’sirida nasos so ‘rish balandligining kamayishi (yoki kavitatsion koefTitsiyent) ni quyidagi tenglama orqali aniqlasa boMadi: Q l = H i . O. iu Download 4.11 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|