- •Нагнетатели – насосы, вентиляторы и компрессоры. Определение, классификация и области применения в схемах энергоснабжения промышленных предприятий
- •Продолжение №1
- •Характеристики центробежных нагнетателей, работа на трубопровод. Способы регулирования подачи. Параллельное и последовательное включение центробежных нагнетателей
- •Продолжение №3
- •Высота всасывания и явление кавитации в центробежных насосах, способы борьбы с ней
- •Нагнетатели объёмного типа - насосы и компрессоры, их принцип действия и устройство. Подачи поршневых насосов, производительность компрессоров, влияние на эти показатели мёртвого пространства
- •Индикаторная диаграмма, среднее индикаторное давление, мощность и кпд Способы регулирования производительности поршневых насосов и компрессоров, их сравнительная оценка
- •2)По характеру теплового процесса:
- •3)По параметрам пара:
- •4)По числу часов использования:
- •5)По конструктивным особенностям:
- •Потери энергии в турбинной ступени, относительный лопаточный и внутренний кпд
- •Конструктивная схема паротурбинного агрегата. Рабочий процесс в многоступенчатой турбине, коэффициент возврата теплоты. Система парораспределения и регулирования паровых турбин
- •Классификация режимов работы турбин. Изменение энергетических характеристик ступеней и отсеков турбин и надежности их работы в нестационарных и переходных режимах.
- •Тепловая схема и рабочий процесс энергетической гту открытого цикла. Конструктивные особенности газовых турбин и газотурбинных установок
- •Основные виды, назначения, принципы действия тепломассообменного оборудования предприятий
- •Рекуперативные теплообменные (т/о) аппараты, конструкции, принципы действия, режимы эксплуатации, основные параметры, характеризующие их эффективность
- •Общее положение теплового расчёта рекуперативных теплообменных аппаратов. Особености теплового расчёта аппаратов с однофазными теплоносителями, с конденсацией и ребристых
- •Гидродинамический расчет т/о аппаратов. Основные геометрические характеристики, определение проходных сечений и скоростей теплоносителей
- •Регенеративные теплообменники, конструкции, принцип действия и основы теплового расчёта
- •Тепломассообменные установки контактного (смешивающего) типа. Конструкции, принцип действия, режимы эксплуатации, основы теплогидравлического расчёта
- •Основы процесса термической деаэрации. Термические деаэраторы, назначение, конструкции, принцип действия и принцип их включения в систему водоподготовки
- •Основы теплогидравлического расчёта и конструирования термических деаэраторов
- •Теплообменники систем теплоснабжения, их конструкции и схемы включения. Схемы взаимного включения и определение температур теплоносителей
- •Классификация сушильных материалов, сушильных установок и сушильных агентов. Основы расчета статики и кинетики сушки.
- •1.По способу подвода теплоты к материалу:
- •Принципиальные схемы и конструкции сушильных установок. Построение процесса сушки в hd-диаграмме влажного газа
- •1.Сушильная установка непрерывного действия
- •2.Сушильная установка периодического действия
- •Технологические способы выпаривания растворов. Выпарные аппараты и испарители, их назначение и устройство
- •3. По технологии обработки раствора:
- •Эффективность испарения растворителя в таких
- •Продолжение №25
- •Расчёт производительности компрессорной станции (кс)
- •Баланс воды в системах технического водоснабжения. Оборотные системы водоснабжения
- •Требования к качеству технической воды, оборудование для охлаждения и обработки воды систем технического водоснабжения. Оборотные системы
- •3 Категории технической воды:
- •Газовый баланс и расчет потребления газа предприятием. Устройство системы промышленного газоснабжения. Основа гидравлического расчета
- •Методика расчёта потребности предприятия в холоде. Типы холодильных установок систем холодоснабжения и выбор основного оборудования Не доработан. Не всё!!!!!
- •Типы контролируемых и защитных атмосфер, их генераторы и системы распределения. Установки для разделения воздуха.
- •Виды и расчёт тепловых нагрузок предприятия. Годовой график продолжительности тепловых нагрузок и его построение
- •1 Метод расчёта тепловых нагрузок
- •2 Метод расчёта тепловых нагрузок (Соколов).
- •Классификация систем теплоснабжения промышленных предприятий. Источники теплоты и теплоносители
- •1. По виду теплоносителя:
- •2. По виду потребления:
- •Схемы присоединения абонентских установок потребителей к водяной тепловой сети
- •Продолжение № 34
- •Паровые системы теплоснабжения и схемы присоединения абонентских установок потребителей
- •Методы регулирования отпуска теплоты из систем центрального теплоснабжения
- •Задачи и методика гидравлического расчета транзитных трубопроводов и разветвленных водяных тепловых сетей
- •Пьезометрический график напоров водяной тепловой сети. Гидростатический и гидродинамический режимы её работы
- •Гидравлические режимы работы водяных тепловых сетей. Выбор насосов
- •Методики теплового расчета теплоизоляции и механического расчета теплопроводов
- •Классификация, основные параметры, технико-экономические показатели и тепловые схемы котельных
- •1.Часовой расход топлива, кг/ч
- •Методика расчёта тепловой схемы котельной и характерные расчётные режимы её работы. Выбор типа и мощности котлов
- •Характерные режимы котельной, на которые необходимо проводить тепловой расчет схемы. При проведении расчётов тепловой схемы котельной рекомендуется проводить их на следующие режимы:
- •Выбор вспомогательного оборудования котельной: тягодутьевые машины, насосы, дымовые трубы, деаэраторы, подогреватели
- •Классификация, выбор мощности и турбинного оборудования промышленных тэц
- •Методика составления и расчета тепловых схем тэц. Выбор оборудования промышленных тэц
- •2. Определение расходов пара и тепла в расчётных точках схемы.
- •Технико-экономические и энергетические показатели источников теплоснабжения предприятий
- •1.Полные и удельные капиталовложения.
- •2. Себестоимость энергии.
- •Вторичные энергоресурсы промышленных предприятий. Утилизационные установки тэц
- •Режимы совместной работы энергоисточников предприятия: котельных, тэц, вэр. Сведение балансов пара
- •Топливно-энергетические и паро-конденсатные балансы промышленных предприятий
- •Расчёт паропроводов и конденсатопроводов. Подбор оборудования системы пароснабжения. Выбор конденсатоотводчиков
- •2.Пропускная способность паропроводов и конденсатопроводов, кг/с
- •3.Массовые доли пара в смеси конденсата и пара за конденсатными горшками x1и в конце конденсатопровода x2
- •3. Плотность смеси конденсата и пара, кг/м3
- •0Сновные мероприятия по энергосбережению на промышленных предприятиях и оценка их эффективности
- •Энергоснабжение в котельных системах централизованного теплоснабжения (тепловых сетей)
- •Основные направления экономии топлива и энергии в печах и сушильных установках. Полезное использование низко-потенциальных энергоресурсов. Теплонасосные установки (тну)
- •2. Экономия топлива может быть достигнута за счет установки котлов-утилизаторов.
- •Продолжение № 53
- •Характеристика основных типов тепловых электростанций. Принципиальная технологическая схема тэс, состав основного и вспомогательного оборудования
- •1.Вид отпускаемой энергии.
- •2. Вид используемого топлива.
- •3. Тип основных турбин для привода электрогенераторов
- •4. Начальные параметры пара и вид термодинамического цикла.
- •5. Тип парогенераторов.
- •6. Технологическая структура.
- •7. Мощность тэс
- •8. Связь с электроэнергетической системой.
- •9. Степень загрузки и использования электрической мощности.
- •0Сновы выбора и расчета принципиальной тепловой схемы тэс
- •Продолжение № 55
- •Энергетический баланс турбоагрегата и тэс. Определение к. П. Д. И удельных расходов теплоты и топлива на выработку и отпуск тепловой и электрической энергии тэс
- •0Сновные принципы построения систем регенеративного подогрева питательной воды на тэс и их экономическая эффективность. Типы регенеративных подогревателей и схемы их включения
- •Сущность и энергетическая эффективность теплофикации. Коэффициент теплофикации и его оптимальное значение. Удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении
- •Диаграммы режимов работы теплофикационных паровых турбин и их применение
- •Схемы отпуска теплоты промышленным потребителям и для отопления. Определение годового отпуска теплоты тэц и кэс
- •Топливное хозяйство тэс на твердом топливе. Мазутное и газовое хозяйство тэс. Системы золошлакоудаления
- •Продолжение № 61
- •Солнечная энергия, ее характеристики. Солнечные энергетические установки, солнечные электростанции
- •Продолжение № 62
- •Продолжение № 62
- •Типы ветроэнергетических установок. Ветроэлектростанции. Расчёт идеального ирреального ветряка. Схема ветроэнергетической установки Нет схемы!!!!
- •Геотермальная энергия. Схемы и особенности ГеоТэс. Развитие и геотермальной энергетики в России и мире
- •1) ГеоТэс на сухом паре с конденсатором смешивающего типа.
- •Продолжение № 64
- •Способы и устройства использования отходов производства или сельского хозяйства для энергоснабжения. Биоэнергетика
- •Продолжение № 65
- •Графики электрических нагрузок, их показатели
- •Расчет электрических нагрузок по методу Кu и Км
- •Выбор сечений проводников
- •Конструкции цеховых тп, выбор мощности трансформаторов
- •Виды и назначение коммутационных аппаратов ниже 1000в
- •5 Видов коммутационных аппаратов
- •1.Рубильники и разъединители
- •2.Автоматические выключатели
- •3. Контакторы
- •4. Магнитные пускатели
- •5. Предохранители
- •Выбор автомат включателей и предохранителей
- •Компенсация реактивной мощности
- •Электрическое освещение: источники света, назначение и исполнение светильников
- •1. Лампы накаливания.
- •2. Люминесцентные лампы.
- •3. Лампы высокого давления.
- •3)Лампы дуговые ксеноновые трубчатые дКсТ.
- •4) Лампы натриевые.
- •Электропривод насосов и компрессоров
- •Основные параметры качества электрической энергии
- •Технические характеристики топлив
- •I. Твердое топливо (тт)
- •5)Влажность:
- •7)Плотность.
- •II. Жидкое топливо.
- •III. Газообразные топлива.
- •Способы сжигания топлив. Тепловой баланс котлов
- •Классификация паровых и водогрейных котлов. Их компоновка и основные характеристики
- •Продолжение № 78
Продолжение №3
Центробежные насосы, включенные в работу параллельно взаимно влияют одна на другую; подача, напор, мощность и КПД каждой из них существенно зависят от режимов нагрузки, совместно работающих машин.
N1=N2 - мощность каждого насоса.
Последовательное включение
Последовательное включение центробежных насосов применяется для увеличения напора, который не может быть обеспечен одним насосом, при незначительном изменении подачи. Суммарная производительность последовательно работающих насосов не может значительно отличаться от производительности одного из них; удваивается величина напора.
Общая напорная характеристика строится путём суммирования ординат характеристик отдельных насосов при Qi = const.
Последовательное соединение экономически себя оправдывает при крутой характеристике сети и меньшем диаметре трубопроводов.
ЕслиQ1= Q2, то кпд при последовательном соединении насосов: .
№ 4
Высота всасывания и явление кавитации в центробежных насосах, способы борьбы с ней
Кавитация – процесс образования пузырьков при понижении давления.
Сущность кавитации – образуются разрывы сплошности в тех местах потока, где давление снижается до величины, соответствующей давлению насыщенного пара при данной температуре жидкости.
Происходит быстрое вскипание жидкости и вслед за вскипанием происходит обратный процесс быстрой конденсации пузырьков пара.
В момент конденсации массы жидкости устремляются к центру пузырька и обуславливают резкий точечный удар. Если пузырек пара находится на поверхности в момент его полной конденсации, то удар приходится на эту поверхность и вызывает местное разрушение металла. При этом давление может достигать нескольких сотен атмосфер.
Три стадии кавитационного процесса:
В начальной стадиизона кавитации заполнена смесью жидкости и более или менее крупных пузырьков пара.
Во второй стадиив кавитирующем потоке на ограничивающей поверхности образуются крупные каверны, срываемые потоком и вновь образующиеся.
Третья стадия– суперкавитация, весь обтекаемый элемент гидромашины лежит в области каверны.
Работа насоса в стадии начальной кавитации нежелательна, но допустима, если детали насоса изготовлены из кавитационно-устойчивых материалов (стали легированные никелем и хромом). В стадии развитой и суперкавитации работа насоса становится ненадёжной и поэтому недопустима. Кавитация обычно возникает во всасывающем тракте насоса на лопастях рабочего колеса, однако кавитационные процессы могут возникать и в напорных потоках в местах срыва жидкости с рабочих лопастей, направляющих лопаток, регулирующих органов.
В насосах низкого давления с деталями из чугуна кавитационные разрушения имеют губчатый характер. Поверхность неровная с извилистыми ноздреватыми полостями. В насосах высокого давления с деталями из конструкционных сталей разрушения в виде впадин и канавок с гладкой поверхностью. Кавитация вредна разрушением металла, снижением кпд. Сопровождается вибрацией, шумом, падением напора.Проявляется обычно с вогнутой стороны входных элементов лопастей, при протекании жидкости через уплотнительные зазоры, в местах резкого поворота потока, где происходит отрыв потока от ограничивающей поверхности.
Высота установки насоса, или расстояние по вертикали между осью и уровнем перекачиваемой жидкости, зависит от конструкции насоса, типа, числа оборотов, величины местных сопротивлений, температуры всасываемой воды. От правильности расчета всасывающей трубы насоса зависит надежная работа насосной установки. Диаметр трубы по требуемому расходу Q,м 3/с и допустимой скорости движения воды по трубе V, м/с определяется по формуле:
, откуда d=l,13
, м, где V=0,75- 1,0 м/с.
Диаметр всасывающей трубы должен быть больше диаметра нагнетательной трубы на 10-30 мм. Вакуумметрическая высота всасывания складывается из геометрической высоты всасывания, потерь напора во всасывающем трубопроводе и скоростного напора при входе в насос. Чем выше температура всасывающей воды, тем меньше допустимая высота всасывания.
Высота всасывания:
, где
hв - вакуумметрическая высота всасывания, м;
hсв- потери напора на всасывающей линии, м;
скоростной напор, м.
Меры, предупреждающие возникновение кавитации в насосах:
- использование кавитационноустойчивых материалов (легированные стали никелем и хромом);
-ограничение скорости жидкости в проточной полости насосов;
- применение рациональных форм сечений проточной полости и профилей лопастей;
- эксплуатация насосов в режимах, близких к расчётным, поддержание такого давления во всасывающем патрубке при котором кавитация не появляется.
Основной мерой против кавитации в насосах любых типов и конструкций является соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитация не возникает, такая высота всасывания называется допустимой.
где
Рп – давление насыщенных паров, подаваемой жидкости для данной температуры, Па; φ=1,4;
hw – гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода, м;
Н – напор,м;
σ – коэффициент кавитации; σ=0,3-0,4;
ρ – плотность среды, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
№5
Осевые насосы, вентиляторы, компрессоры, их устройство, особенности конструкций и принцип их действия. Ротационные насосы и компрессоры (пластинчатые, шестеренные и винтовые), их устройство и принцип действия
Осевые насосы
Осевые насосы большой подачивыполняются с вертикальным расположением вала. В насосах рабочее колесо выполняется из стального или чугунного литья. Выпускаются насосы типов О, имеющие жёсткое крепление лопастей и типа ОП -поворотное крепление (поворот - перестановка лопастей - производится при остановленном насосе). Имеются конструкции крупных осевых насосов с лопастями, поворачиваемыми на ходу насоса через вал аналогично поворотно-лопастным гидротурбинам.
К станине 2, опирающейся на раму из швеллеров 9, крепится корпус 1 с направляющим аппаратом 4. На коническую заточку нижнего конца вала сажается ступица 3 рабочего колеса, крепящаяся врезной шпонкой и гайкой.
Лобовая часть ступицы имеет вид тела с малым сопротивлением при обтекании. Лопасти направляющего аппарата 4 поддерживают своими внутренними концами криволинейную втулку 10, на внутреннем фланце крепится нижний подшипник 8.
Ротор насоса, состоящий из вала с облицовкой 5, рабочего колеса, соединительной муфты и упорного кольца, подвешен на упорном подшипнике, помещённом в корпусе 7.
Вся осевая нагрузка передаётся на станину насоса. В корпусе 7 расположен верхний подшипник. В тумбе 6 смонтирован сальник. Верхние подшипники смазываются густой консистентной мазью, нижние – водяная смазка.
При вращении, лопасти взаимодействуют с потоком жидкости, сообщая ей энергию и перемещая её вдоль оси насоса.
Гидравлический к.п.д. ступени:
, где Рст – давление, создаваемое ступенью;
Рт – теоретическое давление.
ηг = 0,75 – 0,92.
Механический к.п.д. учитывает потери энергии от трения в уплотнениях, подшипниках, дискового трения
ηм = 0,94 – 0,98.
Полный к.п.д. ступени η = ηг ∙ ηм = 0,7 – 0,9.
Мощность на валу: , где
М – момент силы, Н∙м.
Регулирование подачи
- изменение частоты вращения;
- поворот лопаток рабочего колеса или направляющим аппаратом.
Конструкция осевого вентилятора аналогична конструкции осевого насоса. В конструкциях осевых вентиляторов с одним и несколькими рабочими насосами применяются устройства, улучшающие аэродинамику потока и повышающие КПД вентиляторов: полы, обтекатели, исправляющие и спрямляющие аппараты. Пол представляет собой тело, штампованное из тонкого листового металла, закрепляемое неподвижно перед направляющим аппаратом. Назначение пола-обеспечить постепенное возрастание скорости на входе в направляющий аппарат первой ступени при минимальных потерях энергии. Регулирование подачи осевых вентиляторов может производиться изменением частоты вращения, направляющим аппаратом, поворотом рабочих лопастей. Осевые вентиляторы относятся к быстроходным нагнетателям и применяются для подачи относительно больших объёмов газа при меньших давлениях по сравнению с центробежными. У осевых вентиляторов струи воздуха движутся параллельно оси, поэтому окружная скорость практически не изменяется, т.е. для каждой струйки, следовательно, центробежные силы не участвуют в работе вентилятора. Осевые вентиляторы имеют высокий КПД.
Осевой компрессор
Осевой компрессор комбинируется из нескольких ступеней давления. Ступень состоит из вращающегося венца рабочих и неподвижного венца направляющих лопастей, которые представляют собой круговые плоские решетки. Рабочие лопасти закреплены на дисках или барабане ротора, направляющие – жёстко посажены в корпусе. Проточная полость образуется межлопастными каналами венцов рабочих и направляющих лопастей и поверхностями в корпусе и втулки. Длина лопастей уменьшается от первой ступени к последней. Осевой компрессор состоит из массивного ротора с несколькими венцами рабочих лопастей и корпуса, несущего венцы неподвижных направляющих лопастей. Газ всасывается в приёмный патрубок и, двигаясь в осевом направлении, сжимается последовательно в лопастных ступенях компрессора. Привод компрессора может быть различный. Объемные роторные машины широко распространены в промышленности.
Группы роторных насосов (конструктивно): шестеренные, пластинчатые, аксиально-поршневые, радиально-поршневые, винтовые.
Шестерёнчатые состоят: зубчатые колёса 1 и 2, сцепляющиеся, помещены с малыми зазорами в корпус 3. Одно из колёс ведущее снабжено валиком, выходящим из корпуса через уплотняющий сальник, другое колесо является холостым. При вращении колёс жидкость поступает из полости всасывания 4 во впадины между зубьями и перемещается в напорную полость 5, при сцеплении колёс происходит выдавливание жидкости из впадин. Шестерёнчатые насосы реверсивны.
Подача Q = (f ∙ l ∙ Z1 ∙ n1 + f ∙ l ∙ Z2 ∙ n2 )∙η0 , где
f – площадь поперечного сечения впадины между зубьями, м2;
l – длина зуба колеса, м;
Z1 Z2 – количество зубьев, шт.;
n1,n2 – частоты вращения, об/мин.;
η0 – объёмный коэффициент насоса, учитывает перенос жидкости в пространствах впадин обратно в полость всасывания; учитывает перетекание жидкости через зазоры из напорной полости во всасывающую. η0 = 0,7 – 0,9.
, где
ε – передаточное число зубчатой пары;
D1,D2 – диаметр начальных окружностей.
Пластинчатые насосы (сборные насосы): в центре корпуса 1 вращается эксцентрично расположенный массивный ротор 2. В радиальных канавках, выфрезированных в роторе, ходят пластинки 3. Внутренняя поверхность корпуса обработана так, что полость всасывания 4 и полость подачи 5 отделены друг от друга пластинами и цилиндрическими поверхностями ab и cd. В следствии наличия эксцентриситета е при вращении ротора 2 жидкость переносится из лопасти в лопасть в межлопастных пространствах А.
Производительность Q = fА ∙ l ∙ Z ∙ n ∙ η0 , где
fА – площадь межлопастного пространства при пробегании его по замыкающей дуге ab, м2;
l – длина пластины, м;
Z– количество пластин, шт.;
n – частота вращения, об/мин.;
η0 – объёмный коэффициент насоса.
По подводу жидкости насосы различают с внутренним и внешним подводом жидкости.
Винтовые насосы.В системах регулирования и смазки крупных машин двигателей находят применение винтовые насосы. В расточку корпуса 1 плотно вставлен винт 2 в плоской прорези корпуса находится пластина 3 , зубцы которой входят в межвитковые каналы винта и плотно перегораживают их. При вращении винта жидкость, заключённая в межвитковых каналах 4, удерживается от вращения зубцами пластины 3 и перемещается в осевом направлении. Таким образом, осуществляется всасывание и подача. При вращении винта пластина 3 перемещается вверх.
Подача ,где
η0 = 0,7 – 0,95;
n – частота вращения основного червяка, об/мин.;
d – диаметр червяка, см.
№6