Яценко А.Ф., доц., к.т.н, Устименко Т.А., доц., к.т.н.
Донецкий национальный технический университет
Получены масштабные коэффициенты для расчета модельной установки, что позволяет определить основные параметры системы заполнения углесоса.
Проблема и ее связь с научными или практическими задачами
В настоящее время практически все насосы, используемые в промышленности, имеют положительную высоту всасывания, а это требует предварительного заполнения всасывающего трубопровода и корпуса насоса перекачиваемой жидкостью. Значительные трудности возникают при заполнении насосов, перекачивающих загрязненные жидкости (земснаряды, шламовые и фекальные насосы, углесосы и т.д.).
Анализ исследований и публикаций
Как известно, эти типы насосов не допускают установки обратного клапана на всасывающем трубопроводе и поэтому известные способы заполнения для них неприемлемы. Разработанные способы заполнения [1,2,3] позволяют исключить применение обратного клапана.
В ДонНТУ разработан метод заполнения насосов с использованием эксгаустеров. При экспериментальных исследованиях в качестве эксгаустера применялся водовоздушный эжектор.
Постановка задачи
Для внедрения предложенного метода в промышленность было необходимо провести широкомасштабные исследования на лабораторных и полупромышленных установках. Для того, чтобы эти испытания можно было распространить на целый класс промышленных установок, необходимо получить математическую модель процесса в критериальной форме. Использование теории подобия позволит решить поставленную задачу наиболее эффективно.
Изложение материала и результаты
Составим математическую модель и определим критерии подобия. В [3] получено дифференциальное уравнение заполнения насоса (углесоса) имеет вид:
dW=ωdH+dw+dwпод
dW - элементарный объем воздуха, удаляемый эксгаустером;
ωdH - элементарный объем воздуха, вытесняемый столбом воды при подъеме на высоту dH;
dw - приращение объема воздуха в связи с понижением давления;
dwпод - элементарный объем подсасываемого воздуха за время dt (время изменения уровня воды в трубопроводе на высоту dH).
Выразим элементарный объем воздуха через
и
а
и, принимая процесс расширения воздуха изотермическим, получим:
Так как
и
имеем
где Pa- атмосферное давление;
L, ω соответственно, длина и площадь сечения всасывающего трубопровода;
Qэ - расход эксгаустера; А-площадь эквивалентного отверстия, через которое проходит то же количество воздуха, что и подсасывается через неплотности системы;ρ, ρa- плотность воды и воздуха при атмосферных условиях.
Сделав ряд преобразований и введя приведенную длину всасывающего трубопровода L=w/ω, соответствующую длине всасывающего трубопровода с объемом w, и сделав ряд преобразований, имеем:
где k=A/ω - отношение площади эквивалентного отверстия к площади сечения трубопровода,
vвозд = Qэ /ω - условная скорость движения воздуха по всасывающему трубопроводу.
Рис. 1. Схема расчета
Перейдем к безразмерным комплексам. Характерной длиной может быть выбрана высота всасывания или длина всасывающего трубопровода. Характерная скорость – скорость подъема воды во всасывающем трубопроводе. Характерное время- время заполнения углесоса. Задавшись масштабным коэффициентом al, получим Hвс =al hвс, а соответственно и масштаб давления
Принимая во внимание, что ρн = ρм, и gм = gн получим
таким образом, aр = al
Определим масштаб для скорости:
, т.е.
Масштаб времени :
Масштаб для расхода воздуха, отсасываемого эжектором:
Таким образом получены все масштабные коэффициенты, необходимые для расчета модельной экспериментальной установки.
Промышленная установка имеет следующие параметры: диаметр всасывающего трубопровода – 400 мм, длина - 19 м, превышение всасывающего трубопровода над осью углесоса – 1,5 м.
Принимая масштаб линейного уменьшения al =4, получаем следующие параметры лабораторной (модельной) установки: диаметр всасывающего трубопровода 100 мм, длина 4,75 м, превышение 0,375 м, высота всасывания 1,25 м, номинальная подача 48,5 м3/час.
Выводы и направление дальнейших исследований
Полученные результаты позволяют предварительно определить необходимую производительность эксгаустера и при проектировании промышленной установки (например, установки с земснарядом или углесосом), определить основные параметры системы заполнения и проверить их на модели.
Список литературы
1. Никитин В.И., Чинов В.Г. Заливка углесосов напорным потоком через насадку. «Уголь Украины»,1968, №1
2. Яценко А.Ф. Заливка насосных и углесосных установок. Разработка месторождений полезных ископаемых, Техника, К., 1968.
3. Кремез С.А. Экспериментальные исследования эжектирующего действия задвижки , установленной перед насосом на приподнятом всасывающем трубопроводе/Гидромелиорация и гидротехническое строительство: Респ. межвед.научн.-техн. Сб.-Львов,1981.- Вып.9.-c.42-45.
Другие работы по теме:
Основы теории подобия (метод обобщенных переменных)
Особенности методов исследования технологических процессов: теоретические, экспериментальные, подобие. Общая характеристика теории подобия, его виды, расчет их некоторых параметров. Основные положения теории подобия. Специфика критериев подобия.
Грузовая и зачистная системы танкеров
Примеры грузовой и зачистной систем современных речных танкеров. Предназначение трубопроводной грузовой системы танкера грузоподъемностью 600 т (проект Р42). Клинкетная грузовая система. Гидравлические расчеты для трубопроводной и клинкетной систем.
Насосы
Плунжерные насосы Принцип действия плунжерных дозирующих насосов: Под воздействием потока жидкости, который, в зависимости от положения плунжера, идет внутри агрегата по разным направлениям, осуществляется поступательное движение плунжера, создающего всасывающий эффект и забирающего дозируемый реагент из емкости.
Расчет централизованных вакуумных систем
В централизованных вакуумных системах откачки одним насосом одновременно откачивается несколько объектов подключенных к общему коллектору . Пример централизованной системы является подключение нескольких высоковакуумных насосов к одному форвакуумному насосу . Расчетная схема централизованной откачки показана на рис. 1 .
О второй заповеди Закона Божия
Второю Заповедью Господь Бог запрещает идолопоклонство, то есть запрещает делать себе для почитания кумиры или идолы, или почитать подобия или изображения того, что мы видим на небе.
Конвективный теплообмен 2
Оглавление Введение Закон Ньютона – Рихмана. Краткие сведения из теории подобия. Критериальные уравнения конвективного теплообмена. Расчетные формулы конвективного теплообмена.
Центробежные насосы 2
Центробежные насосы На химических и нефтеперерабатывающих заводах эксплуатируются центробежные насосы .самых различных конструкций и размеров, поэтому единой технологии ремонта для всех насосов -быть не может. При разборке и сборке следует руководствоваться инструкциями завода-изготовителя или действовать по опыту и логике, подсказываемой конструкцией конкретного агрегата.
Ротационные вакуумные насосы
Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ ФГОУ ВПО Костромская ГСХА Кафедра механизации животноводства и переработки с. – х. продукции Лабораторная работа №10
Регулирование центробежных насосов
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова.»
Технология монтажа центробежного насоса
Насосы-гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Технология монтажа центробежного насоса. Монтаж центробежного насоса. Принцип действия насоса. Монтаж горизонтальных насосов. Монтаж вертикальных насосов. Испытание насосов.
Регулирование центробежных насосов
Подбор и регулирование центробежных насосов водоснабжения с водонапорной башней при экономичном режиме работы насосной станции. Исследование параллельного и последовательного включений одинаковых насосов и определение оптимальной схемы их соединения.
Расчет централизованных вакуумных систем
В централизованных вакуумных системах откачки одним насосом одновременно откачивается несколько объектов подключенных к общему коллектору . Пример централизованной системы является подключение нескольких высоковакуумных насосов к одному форвакуумному насосу . Расчетная схема централизованной откачки показана на рис. 1 .
Расчет насосов
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Биолого-химический факультет
Расчет водоотливной установки
Расчет исходных параметров для выбора оборудования водоотливной установки. Расчет и выбор трубопроводов. Выбор насосов и схемы их соединения. Коммутационная гидравлическая схема насосной станции водоотлива. Расчет напорной характеристики внешней сети.
Судовое оборудование. вспомогательные механизмы
Судовые грузоподъемные механизмы делятся на грузовые лебедки и поворотные краны. Их назначение – обеспечить грузовые операции при загрузке и разгрузке морских транспортных судов универсального назначения.
1. 1 Применение биосурфактантов 8
Содержание Введение 7 1 Литературный обзор 8 1.1 Применение биосурфактантов 8 1.2 Классификация биосурфактантов 10 1.3 Физико-химические свойства биосурфактантов 13
Вакуумные насосы
Вакуумом называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного, т.е. ниже 105 Па.
Применение подобия к решению задач
В статье рассматривается эффективный метод решения геометрических задач – метод подобия. Освоение этого метода весьма полезно для учителя математики. Рассмотрим применение подобия плоскости, в частности гомотетии, при решении задач элементарной геометрии
Математическое моделирование работы систем массового обслуживания
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Математическое моделирование работы систем массового обслуживания Задание Вариант 1. Газозаправочная станция для автомобилей располагает двумя газовыми насосами. В очереди, ведущей к насосам, могут расположиться не более пяти автомашин, включая те, которые обслуживаются.
Применение подобия к решению задач
Применение подобия к решению задач Бычек В.И., доцент кафедры геометрии ХГПУ Обучение решению задач является одним из основных элементов математического образования. Вместе с тем – это наиболее трудный вид деятельности и для учеников, и для учителей. В статье рассматривается эффективный метод решения геометрических задач – метод подобия.
Подобие фигур
Преобразования подобия, их свойства. Доказательство теоремы: гомотетия есть преобразование подобия. Основные признаки подобия треугольников, решение типовых задач. Углы, вписанные в окружность. Пропорциональность отрезков хорд и секущих окружности.
Стихотворение Заболоцкого О красоте человеческих лиц
Тематика стихотворений Н.А. Заболоцкого разнообразна. Его можно назвать философским поэтом и певцом природы. Он многолик, как жизнь. Но главное – стихи Н.А. Заболоцкого заставляют думать о добре и зле, ненависти и любви, красоте…
ЮБА (Iuba)
(Греческий историк и географ) Юба (Юба II Мавританский); Iuba, греч. Iobas, ок. 52 г. до н. э.-23 г. н. э. Греческий историк и географ. Сын Юбы I, царя Нумидии. Жил как заложник в Риме, где получил глубокое образование. Август пожаловал ему римское гражданство и посадил на нумидийский трон в 30 г. до н. э. Пятью годами позже вместо Нумидии, которая стала римской провинцией, он получил Мавританию.
Монтаж водоподъемного оборудования
Получив "паспорт скважины", Вы с ним обращаетесь к нам. Заполнив анкету желаемого водопотребления, наш инженер, исходя из Ваших финансовых возможностей, предложит вам варианты водоподъемного оборудования.
Активный уголь
Активный уголь (активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87-97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в-ва, введенные в активный уголь при его получении.