Заключение

В результате выполнения курсового проекта для насоса НПВ 3600-90 ротор 1 (вариант 18) были решены все поставленные задачи. Получены следующие основные результаты (таблица 2 и рисунок 8).

 Номинальные параметры насоса составляют Q_ном = 3600 м³/ч и H_ном = 90 м.

При перекачке воды одним насосом фактическая рабочая точка (Q = 3134 м³/ч, H = 98,5 м) отличается от номинальной, что объясняется характеристикой заданной сети. Подача оказалась ниже номинальной на 13 %, а напор – выше на 9,4 %. КПД 74,5 % является приемлемым для данного режима работы и соответствует рабочей зоне насоса.

По сравнению с работой одного насоса, параллельное включение позволило увеличить суммарную подачу на 30,3 % (с 3134 до 4083 м³/ч). Однако напор возрос с 98,5 до 114,9 м (на 16,7 %), что обусловлено смещением рабочей точки по характеристике сети. Следует отметить значительное снижение КПД каждого насоса – с 74,5 % до 61,6 % (на 12,9 п.п.). Это объясняется тем, что при параллельной работе каждый насос работает с меньшей подачей (2041,5 м³/ч), что выводит его из зоны оптимального КПД. Суммарная потребляемая мощность увеличилась в 1,84 раза по сравнению с одним насосом.

Параллельное включение целесообразно применять при необходимости увеличения подачи, однако следует учитывать снижение КПД каждого насоса.

По сравнению с работой одного насоса, последовательное включение позволило увеличить подачу на 49,2% (с 3134 до 4674 м³/ч) и суммарный напор на 29,3% (с 98,5 до 127,3 м). Однако каждый насос в отдельности развивает напор 63,65 м, что значительно ниже его номинального значения (90 м). КПД каждого насоса составил 66,9 %, что на 7,6 п.п. ниже КПД при работе одного насоса (74,5 %). Суммарная потребляемая мощность увеличилась в 2,15 раза по сравнению с одним насосом.

Последовательное включение обеспечивает больший прирост подачи по сравнению с параллельным (49,2 % против 30,3 %), однако требует больших энергозатрат. Последовательная работа эффективна при необходимости преодоления высокого гидравлического сопротивления сети.

По сравнению с работой на номинальной частоте, снижение частоты вращения на 10% привело к:

• уменьшению подачи на 26,7 % (с 3134 до 2296 м³/ч);

• уменьшению напора на 11,1 % (с 98,5 до 87,6 м);

Регулирование частоты вращения является эффективным способом снижения подачи и напора с существенной экономией электроэнергии. Однако при этом необходимо учитывать, что работа насоса может выйти за пределы допустимой рабочей зоны.

Высокая вязкость нефти (225,7 сСт) привела к снижению числа Рейнольдса в насосе (ReH = 41230), что оказалось ниже переходного значения (ReП = 64150). Это обусловило необходимость пересчета характеристик и привело к следующим изменениям:

1. Снижение подачи на 4,4 % – обусловлено увеличением гидравлических потерь в проточной части насоса из-за повышенной вязкости.

2. Снижение напора на 2,0 % – менее значительное, чем снижение подачи, что связано с характером напорной характеристики.

3. Снижение КПД на 8,9 п.п. – наиболее существенное изменение, связанное с ростом потерь энергии при перекачке высоковязкой жидкости.

4. Снижение потребляемой мощности на 7,9 % – несмотря на снижение КПД, потребляемая мощность уменьшилась из-за снижения плотности нефти (866 кг/м³ против 1000 кг/м³ у воды) и уменьшения параметров рабочей точки.

При перекачке высоковязкой нефти необходимо учитывать значительное снижение эффективности насоса. КПД падает почти на 9 %, что требует увеличения энергозатрат на единицу перекачиваемого объема. Для восстановления эффективности могут потребоваться предварительный подогрев нефти (снижение вязкости) или применение насосов, специально предназначенных для вязких жидкостей.

Таблица 2 – Результаты работы

Результаты	Ном. режим	Перекачка воды				Перекачка нефти
		Один насос	Параллельная работа 2 одинаковых насосов	Последовательная работа 2 одинаковых насосов	Уменьшение частоты вращения на 10 %
Подача, м3/ч	3600	3134	4083 (суммарная) 2041,5 (одного насоса)	4674	2296		2997
Напор, м	90	98,5	114,9	127,3 (суммарный) 63,54 (одного насоса)	87,6		96,5
КПД, %	84	74,5	61,6	66,9	-		65,6
Потребляемая мощность, кВт	1250	1130	2076	2424	-		1041

Все поставленные в работе задачи решены в полном объеме. Полученные результаты и освоенные методики расчета могут быть использованы в дальнейшей учебной и профессиональной деятельности при проектировании и эксплуатации насосного оборудования в нефтяной, энергетической и коммунальной отраслях.

Рисунок 8 – Результаты работы