Расчет всасывающей линии

1.  расчет установки:

Расчет всасывающей линии заключается в определении высоты положения насоса под уровнем нефтепродуктов в резервуаре R. В условиях ограниченной вакуумметрической высоты на входе в насос и большого диапазона колебания источника нефтепродуктов высота положения насоса является одной из важнейших характеристик обеспечения нормальной работы насосной установки.

Задачу решаем с помощью уравнения Бернулли, записанного для сечений по поверхности нефтепродуктов в резервуаре R при отметке  (по этой отметке проходит и плоскость 0-0) и перед входом в насос, предварительно установив общий расход насосной установки как сумму расходов потребителей:

.

Отсюда

;

;

В решении скорость в резервуаре R принята равной нулю; путевые и местные потери энергии на всасывающей линии сопоставимы (и ); коэффициент сопротивления всасывающей линии ; коэффициент сопротивления всасывающей коробки и поворота  и  при ; скорость в трубе ; коэффициент Кориолиса :

Из приведенного расчета вытекает, что насос должен быть установлен не выше чем на 1,14 м над отметкой . Иначе развиваемый насосом вакуум не обеспечивает его работу при понижении уровня на 4 м до отметки  в резервуаре R.

Расчет нагнетательной линии заключается в проверке распределения расходов по ответвлениям и необходимого напора  на выходе из насоса для обеспечения нормального функционирования нагнетательной линии.

Распределение расходов в ответвлениях требует проверки, так как характеристики этих линий назначены из соображений необходимой компоновки и требований потребителей, но они пока не обоснованы законами гидравлики.

Решение этой задачи тоже базируется на использовании уравнений неразрывности и Бернулли. Последнее составляется для двух пар сечений при плоскости сравнения 0-0; общего сечения у узла С, с гидродинамическим напором здесь Нос, и сечений по свободной поверхности газа в резервуарах I и II:

Где потери энергии по длине  и  упрощенно приняты без учета местных сопротивлений, так как нагнетательные линии обычно относятся к трубопроводам.

Из полученного уравнения и с помощью уравнения неразрывности составляем пару уравнений, достаточных для определения расходов  и :

;

Из справочных материалов расходные характеристики разветвлений и других линий равны:  (при  и );  (при  и ),

Тогда получаем

,

Откуда

,

Решая эту систему уравнений, находим  и .

Эти значения мало отличаются от заданных (3 л/с и 7л/с), поэтому запроектированная система может быть реализована, а доведение расходов до назначенных потребителям легко получить с помощью запорно-регулирующей арматуры – кранов, вентилей и т.д. Значительное отклонение расходов от назначенных в условии говорит о необходимости изменения сопротивлений линий, например изменением диаметра разветвлений.

Напор на выходе из насоса можно определить из уравнения Бернулли, записанного для сечений у насоса и свободной поверхности в одном из ТРК, например в I, рассматривая соответствующую линию как простой трубопровод:

В последнем расчете введение коэффициента 1,1 показывает, что местные потери энергии составляют 10% от путевых потерь на трение (потери на трение по длине  не учтены).

Определим характеристики насоса. Его напор Н находят как разность гидродинамических напоров на выходе и входе. В условиях равенства скоростных напоров до и за насосом в рассчитываемой системе

Мощность насоса в киловаттах с учетом всех видов потерь энергии в нем коэффициентом полезного действия 0,8 определяется по формуле