івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

І. Ф. Концур, І. Д. Лівак, В. В. Михайлюк

ГідроМашини і компресори

ПРАКТИКУМ

2011

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ

ТА СПОРТУ України

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра нафтогазового обладнання

І. Ф. Концур, І. Д. Лівак, В. В. Михайлюк

ГідроМашини і компресори

ПРАКТИКУМ

Для студентів напряму підготовки

6.050304 – "Нафтогазова справа"

Рекомендовано методичною радою

університету

Івано-Франківськ

2011

МВ 02070855-3512-2011

Концур І. Ф., Лівак І. Д., Михайлюк В. В. Гідромашини і компресори: Практикум. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2011 - 131с.

Даний практикум розроблено відповідно до робочої програми з дисципліни "Гідромашини і компресори".

Практикум містить мету і завдання, теоретичні відомості, порядок виконання та контрольні запитання до кожного практичного заняття.

Призначено для підготовки бакалаврів за напрямом 6.050304 – "Нафтогазова справа"

Може бути використаний студентами денної та заочної форм навчання.

Рецензент: доцент кафедри нафтогазового

обладнання, канд. техн. наук Лях М. М.

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № 13 від " 23" червня 2011 р.)

© Концур І. Ф., Лівак І. Д., Михайлюк В. В., 2011

© ІФНТУНГ, 2011

З М І С Т

	Вступ
1	Побудова планів швидкостей. Аналіз характеристик та визначення основних параметрів відцентрового насоса …………………………………………………..	4
2	Визначення висоти всмоктування відцентрового насоса ……………………………………………………..	12
3	Вибір типу відцентрового насоса. Визначення робочої точки гідравлічної системи ………………...	18
4	Аналіз схем, визначення подачі та побудова графіків миттєвих подач поршневих насосів ………	27
5	Аналіз конструкцій зворотно-поступальних насосів. Розрахунок параметрів та зусиль в циліндро-поршневій парі насосів ……………………………….	31
6	Аналіз схем та розрахунок пневмокомпенсаторів зворотно-поступальних насосів ……………………..	36
7	Аналіз схем та розрахунок клапанів зворотно-поступальних насосів ………………………………...	44
8	Аналіз схем і конструкцій та розрахунок основних параметрів шестерінчастих насосів…………………..	52
9	Аналіз схем та розрахунок основних параметрів аксіально-плунжерних насосів ……………………….	59
10	Аналіз конструкцій та розрахунок гідроциліндрів …	69
11	Розрахунок основних параметрів гідротрансформатора …………………………………………………….	78
12	Розрахунок основних параметрів турбобурів ………	105
13	Розрахунок основних параметрів гвинтових вибійних двигунів ...………………………………….	117
14	Розрахунок основних параметрів поршневих компресорів …………………………………………………	122
	Перелік рекомендованих джерел
	Додатки

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 1

ПОБУДОВА ПЛАНІВ ШВИДКОСТЕЙ, АНАЛІЗ

ХАРАКТЕРИСТИК ТА ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ

ПАРАМЕТРІВ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА

1. Мета і завдання

1.1.1 Навчитись будувати плани швидкостей рідини на вході і виході робочого колеса насоса.

1.1.2 Ознайомитись з основними параметрами і характеристиками відцентрового насоса.

1.1.3 Визначати подачу, напір і потужність насоса в залежності від зміни частоти обертання робочого колеса.

Тривалість заняття – 2 години.

1.2 Теоретичні відомості

Відцентрові насоси представляють собою машини, в яких рідина переміщується під силовою дією робочих органів на неї в камері, яка постійно з’єднується з входом і виходом насоса.

Відцентрові насоси відносяться до динамічних насосів. В них рідина переміщується в робочомуколесі від центру до периферії: надходить в патрубок 1, потім в робоче колесо 2, що складається з дисків 3 і 4, між якими розміщені лопаті 7. Диск 4 з’єднаний з валом ступицею 5 і шпонкою 6. Обертання вала передається робочому колесу, в результаті чого рідина нагнітається у відвідний канал 8, що закінчується дифузором 9 (рис.1.1).

В робочому колесі відцентрового насоса лопаті утворюють канали, направлені від осі насоса до периферії. Рідина, проходячи між лопатями, обертається між ними і під дією відцентрових сил викидається в нерухомий периферійний канал 8 для плавного її відводу і направлення в дифузор 9.

Дифузор – це патрубок, що розширюється і в якому швидкість рідини знижується, а її тиск ще більше зростає. Внаслідок руху рідини від осі до периферії робочого колеса біля його входу (біля вала насоса) створюється зона пониженого тиску. В результаті цього відбувається постійний притік рідини до робочого колеса.

Рух рідини в робочому колесі описується векторним рівнянням:

,

(1.1)

де – вектор абсолютної швидкості;

– вектор відносної швидкості;

– вектор колової швидкості.

Дане рівняння справедливе для будь-якої точки потоку рідини в робочому колесі.

1 – вхідний патрубок; 2 – робоче колесо; 3, 4 – диски;

5 – ступиця; 6 – шпонка; 7 – лопаті; 8 – спіральний периферійний канал (направляючий апарат); 9 - дифузор

Рисунок 1.1 – Схема спірального відцентрового насоса

Абсолютна швидкість розкладається на радіальну (меридіальну) складову , що направлена за радіусом і тангенціальну складову – , що співпадає з напрямком колової швидкості (рис. 1.2).

Робоче колесо характеризується конструктивними кутами і .

Радіальна (меридіальна) складова абсолютної швидкості:

,

(1.2)

де – подача робочого колеса насоса, що включає об’ємні витрати;

­– площа прохідного перерізу каналів робочого колеса.

Рисунок 1.2 – Плани швидкостей рідини на вході і виході

Робочого колеса

Тангенціальну складову абсолютної швидкості визначають за формулою:

.

(1.3)

Якщо вектор дорівнює вектору і співпадає з ним за напрямком, то вхід рідини у насос називається "безударним". При "безударному" режимі виконується така умова: .

Сукупність гідравлічних явищ, що відбуваються у протічних каналах при вказаних умовах називається "безударним" режимом роботи насоса. Даний режим найбільш бажаний при конструюванні профілів лопатей, тому що він перешкоджає виникненню вихрів на вході в робоче колесо, що в результаті підвищує економічність відцентрового насоса.

Характеристикою відцентрового насоса називається залежність між його основними параметрами: напором ( ), подачею ( ), потужністю ( ) та коефіцієнтом корисної дії ( ) при .

Характеристика дозволяє визначати:

- подачу насоса при заданому корисному опорі за кривою ;

- витрати енергії за кривою .

Рисунок 1.3 – Характеристика насоса і вихідного