Задача №19

Тема: РОЗРАХУНОК ФЛАНЦЕВОГО З'ЄДНАННЯ, ГИРЛОВОГО УСТАТКУВАННЯ

19.1 Основні відомості

Фланці служать для з'єднання превенторів, хрестовин, трубопроводів і вузлів між собою. Фланцеве з’єднання (рисунок 19.1),складається з двох фланців 1 і 2, ущільнених прокладкою 3, шпильок 4, гайок 5 [17].

Зусилля затяжки фланцевого з'єднання визначається з виразу:

, (19.1)

де - середній діаметр кільця ущільнення;

- робочій тиск на гирлі свердловини;

хв. - ефективна ширина кільця (ширина контакту кільця - канавка ущільнення фланця);

- ширина канавки;

- коефіцієнт (нехай ).

Кількість шпильок для закріплення фланцевого з'єднання визначається за формулою:

, (19.2)

де - діаметр шпильки, мм;

- границя плинності матеріалу шпильки (нехай МПа)

- коефіцієнт запасу міцності шпильки (нехай ).

19.2 Постановка задачі

Скласти графічний алгоритм і програму для розрахунку діаметра і кількості шпильок для закріплення фланцевого з'єднання гирлового устаткування свердловини для заданих значень і (умовний діаметр прохідного перерізу), враховуючи такі критерії перевірки вірності вибору числа шпильок:

1) число шпильок повинно бути парним;

2) на фланці гайки повинні бути розміщені з деякою щілиною під ключ (віддаль (рисунок 19.1б) між гайками не менше 15 мм). Тобто повинна виконуватись умова:

,

де - діаметр центрів отворів під шпильки;

- діаметр різьби метричної гайки.

Рисунок 19.1 - Схема фланцевого з’єднання.

Якщо в результаті розрахунків не буде знайдено оптимального варіанту, передбачити вивід на друк відповідного тексту. При побудові програми використати звернення до підпрограми-функції, наприклад, для обчислення , формула (19.1).

Для запису вихідних даних створити файл. Вихідні дані записати в інший файл і роздрукувати у вигляді таблиці.

Стандартні діаметри шпильок: М16, М20, М22, М24, М27, МЗО, М36.

* Примітка: Не задані розміри , , , вибрати з літератури для фланців з заданим діаметром умовного проходу [17].

Таблиця 19.1 – Вихідні дані

Найменування параметру	Варіанти
	1	2	3	4	5	6
Робочий тиск , МПа	14 21 23	=14 =140 =10	35 70 105	14; 21 35; 70 105	=35 =105 =15	=70 =140 =10
Умовний діаметр прохідного перерізу , мм	50 65 80 100	180 230 280	=180 =280 =50	50 65 80 100 180	=50 =100 =50	80 100 180 230 280

Задача №20

Тема: РОЗРАХУНОК ХАРАКТЕРИСТИКИ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСУ

20.1 Основні відомості

Характеристика відцентрового насосу - це графічна залежність напору , потужності і коефіцієнта корисної дії від подачі насоса при постійних значеннях частоти обертання , густини рідини на вході в насос [15].

Напір насоса визначається за формулою:

(20.1)

; (20.2)

де - різність рівнів відбору тиску на вході і виході насосу;

, - тиск відповідно на вихідній і вхідній лініях насоса;

, - швидкість руху рідини у вихідній і вхідній лініях;

, - відповідно діаметри прохідного січення трубопроводу на виході і вході насосу;

- густина рідини.

Корисна потужність - це потужність, що насос передає рідині яка перекачується в трубопроводі:

, (20.3)

* Примітка: Для доданку знак “ ” ставиться при умові розрідження у вхідній лінії і знак “-” при надлишковому тиску.

Потужність , що споживає насос, більша корисної потужності на величину втрат потужності в насосі. Ці втрати оцінюються коефіцієнтом корисної дії насоса :

(20.4)

Якщо насос з’єднаний з двигуном напряму (з допомогою пружної муфти), то потужність можна визначити за формулою:

(20.5)

де - коефіцієнт запасу.

для двигунів потужністю до 50 кВт.год.

для двигунів потужністю, більшою 50 кВт.год.

Робочою точкою насоса називається така точка на характеристиці насоса, в якій має максимальне значення.

20.2 Постановка задачі

Скласти графічний алгоритм і програму для розрахунку характеристики відцентрового насосу. Результати розрахунку вивести на друк таблично. Засобами ЕОМ побудувати ці характеристики на графіку. Визначивши максимальне , знайти робочу точку насоса. На друк вивести параметри, що її характеризують. В таблиці 20.1. приведені вхідні дані [21].

Таблиця 20.1 - Вхідні дані

Параметри	Варіант
	1	2	3	4	5	6	7
, м	1,5	2,5	5,5	2	4	4,5	4
, кгс/см2	10 – 20	10 – 20	16 – 32	16 – 35	20 – 40	16 – 30	60 – 9
, м	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002
, мм	32	40	40	50	80	100	70
, мм	40	50	50	80	100	150	100
, н3/г	5 – 10	24 – 44	12 – 22	25 – 50	55 – 100	100–200	50 – 10
, кВт	1,5	1,2	1-4	1,5	1,7	1,3	1,5
, кг/м3	1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000