5.4. Определение производительности компрессора

Объемный расход воздуха W (м³/мин) при атмосферном давлении для подъема воды в количестве Q равен

(9.7)

где Q – проектный дебит скважины, м³/ч;

V_Q – удельный расход воздуха (м³), необходимый для подъема 1 м³ воды на поверхность.

Удельный расход воздуха (м³) зависит от принятой схемы расположения труб и определяется по формулам

а) при расположении труб "рядом"

(9.8)

б) при расположении труб "внутри"

(9.9)

где h – глубина динамического уровня от уровня излива смеси, м;

К – принятый коэффициент погружения смесителя;

с – опытный коэффициент, принимаемый по табл. 9.2 в зависимости от коэффициента "К";

К_п – поправочный коэффициент, принимаемый по табл. 9.3 в зависимости от диаметров водоподъемных и воздухопроводных труб.

Таблица 9.2

Коэффициент погружения смесителя, К	4,0	3,35	2,85	2,5	2,2	2,0	1,8	1,7	1,55
Опытный коэффициент, с	14,3	13,9	13,6	13,1	12,4	11,5	10,0	9,0	8,0

Производительность компрессора W_к (м³/мин) определяется по формуле

(9.10)

где К₁ – коэффициент, учитывающий изменение подачи компрессора в зависимости от температуры воздуха и расположения компрессора над уровнем моря (для средней полосы России K₁= 1,2);

W – объемный расход воздуха, определяемый по формуле (9.7).

Таблица 9.3

Дебит скважины, м3/ч	Рекомендуемый диаметр труб, мм		Поправочный коэффициент, Кп
	водоподъемных	воздухопроводных
1	2	3	4
10	50	19	1,2
		13	1,15
20	80	25	1,2
		19	1,13
30	100	32	1,18
		25	1,1
50	125	38	1,18
		32	1,11
75	150	50	1,10
		38	1,06
100	200	65	1,10
		50	1,09
150	250	65	1,09
		50	1,06
200	300	76	1,08
		65	1,06

5.5. Определение рабочего давления компрессора

Рабочее давление компрессора определяется рабочим или пусковым давлением воздуха. В большинстве случаев рабочее давление превышает пусковое и рабочее давление компрессора определяется по формуле

(9.11)

где Р_к – рабочее давление компрессора, МПа;

Р_р – рабочее давление воздуха, МПа;

∑P – сумма потерь давления в воздушной линии от компрессора до скважины (принимается в среднем 0,05 МПа).

Рабочим давлением Р_р называется давление воздуха при работе эрлифта, когда вода в скважине установилась на динамическом уровне.

(9.12)

где h – глубина динамического уровня от уровня излива, м;

К – коэффициент погружения смесителя.

При небольших понижениях уровня большим, чем рабочее может оказаться пусковое давление. В этом случае в формулу (9.11) вместо Р_р следует взять значение пускового давления воздуха, определяемого по формуле

(9.13)

где К – коэффициент погружения смесителя;

h. – глубина динамического уровня от уровня излива;

h₀ – глубина статического уровня от уровня излива, м.

Формула (9.11) применяется при расположении труб "рядом". При расположении труб "внутри" в формулу (9.11) следует внести поправочный коэффициент из табл. 9.3. Тогда рабочее давление компрессора определится

(9.14)

Расчетная мощность на валу компрессора N_к (кВт) определяется по формуле

(9.15)

где W_к – производительность компрессора, м³/мин;

Р_к – рабочее давление компрессора, МПа;

N₀ – удельная мощность на валу компрессора, кВт (принимается из табл. 9.4 в зависимости от Р_к).

Таблица 9.4

Рабочее давление компрессора Рк, МПа	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Удельная мощность на валу компрессора Nк	1,47	1,4	1,25	1,18	1,1	1,03	0,93

Действительная мощность на валу компрессора N_д (кВт) определяется по формуле

(9.16)

По производительности W_к, рабочему давлению Р_к и действительной мощности на валу компрессора N_д выбирается компрессор, технические характеристики которого соответствуют этим величинам. В практике в настоящее время широкое применение находят передвижные компрессоры с рабочим давлением до 0,8 МПа и подачей воздуха до 10 м³/мин. Технические характеристики наиболее распространенных компрессоров приведены в табл. 9.5.

Таблица 9.5

Показатели	Марка компрессора
	ЗИФ-55	ПКС-5	ДК-9М	ПК-10	ЭК-9М	ЗИФ-55Э	К0Э-5М
Подача воздуха, м3/мин	5	5	10	10,5	10	4,65	5
Рабочее давление, МПа	0,7	0,7	0,6	0,7	0,6	0,7	0,8
Мощность на валу, кВт	43,7	33,8	67,6	63,2	70	34	34
Тип двигателя	Бензиновый		Дизельный		Электрический

Для проведения откачек из глубоких скважин и с высоким дебитом применяют более мощные передвижные или стационарные компрессоры с рабочим давлением до 0,8 МПа и подачей до 40 м³/мин, технические характеристики которых можно найти в литературе.