2.5 Определение допустимой высоты всасывания центробежного насоса и кавитационного запаса сети

Для определения эффективной высоты всасывания насоса воспользуемся формулой Руднева [3, c.201]:

, (27)

где H_S – эффективная (допустимая) статическая высота всасывания, отнесенная к горизонтальной оси рабочего колеса, м;

H_а = H_в - H_t – давление на свободную поверхность сверх упругости паров, м;

H_B – давление на свободную поверхность, равное атмосферному давлению, если жидкость поступает в насос из открытого резервуара, и давлению в резервуаре, если жидкость поступает в насос из закрытого резервуара, м;

H_t – давление насыщенных паров жидкости при данной температуре, м;

n – число оборотов вала насоса в минуту;

Q – подача насоса, м³/с;

С_КР – коэффициент, зависящий от удельной быстроходности насоса.

Давление на свободную поверхность сверх упругости паров определим согласно [6, c.15] по формуле:

H_a=H_в-H_t, (28)

где H_в- давление на свободную поверхность, м;

H_t- давление насыщенных паров нефти при данной температуре, м.

Давление насыщенных паров нефти при температуре плюс 60С определим по графику согласно [1, c.26]:

P_t = 220 мм.рт.ст.

Переведем давление на свободную поверхность и давление насыщенных паров в метры перекачиваемой жидкости:

H_в= Н_атм = 0,110⁶/7768 = 12,87 м.

H_t = P_t/ (29)

H_t = P_t133,3/ = 220133,3/7768 = 3,78 м.

Подставляя численные значения в формулу (31), получим:

H_а = 12,87 – 3,78 = 9,09 м.

Коэффициент быстроходности определим по формуле [3, с.199]:

. (30)

где n – число оборотов насоса, об/мин;

Q – подача при максимальном КПД, м³/с;

Н – напор на одно колесо при максимальном КПД, м.

По характеристике (см. рисунок 4) имеем: Q = 170 м³/ч; Н = 162 м.

Подставив числовые значения в формулу (30), получаем

Согласно [3, c.203] при n_s = 52 имеем: С_кр= 846.

Формулу (27) представим в виде

.

Подставляя численные значения, определим всасывающую способность :

-H_s= = -1,26 м.

Согласно [6, с.16], отрицательное значение показывает, что насос работает под подпором.

Кавитационный запас сети, когда уровень жидкости в питающем резервуаре выше оси насоса, определим согласно [6, c.19] по формуле:

, (31)

где Р_в- давление на свободную поверхность жидкости , Па;

P_t- давление насыщенных паров при данной температуре, Па;

h_s- максимально возможное снижение уровня жидкости в питающем резервуаре, м;

h_вс- гидравлические потери напора во всасывающем трубопроводе, м.

Подставляя числовые значения в формулу (40), получим:

Для нормальной бескавитационной работы насоса в сети должно выполняться условие

где h_C – кавитационный запас сети у входного патрубка насоса, м;

h_доп – допускаемый кавитационный запас насоса, определяемый по его характеристике, м;

0,5 – гарантирующий от наступления кавитации запас давления, м.

45,06 м > 4,8 + 0,5 = 5,3 м.

Условие бескавитационной работы насоса выполняется, насос будет работать без кавитации.