Р. Г. НУРУТДИНОВ

Гидравлические машины

Уфа 2008

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал УГНТУ в г. Октябрьском

Р.Г. Нурутдинов

Гидравлические машины

Учебное пособие

Уфа 2008

УДК

ББК

Н90

Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ

в качестве учебного пособия

Рецензенты:

Профессор кафедры нефтегазового оборудования

Альметьевского государственного нефтяного института,

доктор технических наук А. С. Галеев

Н90 Нурутдинов Р.Г.

Гидравлические машины: учеб. пособие.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.-143 стр.

ISBN

Настоящее учебное пособие представляет собой систематизированный курс изучения гидравлических машин, гидроприводов и содержит теоретические основы гидравлических машин и гидроприводных систем, их гидравлический расчет и выбор агрегатов при проектировании.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям “Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов” и “Разведка и разработка нефтегазовых месторождений”.

УДК

ББК

ISBN

© Уфимский государственный

нефтяной технический

университет, 2008

©Нурутдинов Р.Г., 2008

СОДЕРЖАНИЕ

1.1 Общие сведения о гидромашинах и их классификации..…………………………………..7

2 Лопастные насосы……………………………………………………………………………….8

1. Общие сведения……………………………………………………………………………….8

2. Основные рабочие параметры насосов………………………………………………...........8

3. Классификация лопастных насосов………………………………………………………...10

3 Центробежные насосы………………………………………………………………………….11

1. Устройство и принцип действия центробежного насоса………………………………….11

2. Основные детали центробежного насоса……………………………………………...........15

3. Движением жидкости через каналы рабочего колеса

центробежного насоса…………………………………………………………………….............16

4. Основные уравнения турбомашин Эйлера………………………………………………….18

3.5 Составляющие части теоретического напора рабочего колеса………………………….....20

3.6 Зависимость теоретического напора от подачи насоса……………………………………..21

3.7 Влияние угла выхода из рабочего колеса на величину и составляющие части

теоретического напора……………………………………………………………………............22

3.8 Влияние конечного числа лопаток на величину теоретического напора………………....24

3.9 Мощность и КПД центробежных насосов…………………………………………………...26

3.10 Теоретическая и действительная комплексная рабочая характеристика

Центробежного насоса…………………..………………………………………………………...27

3.11 Основы теории подобия……………………………………………………………………...30

3.12 Универсальная характеристика центробежного насоса …………………………………...34

3.13 Кавитация в центробежных насосах ………………………………………………………..35

3.14 Работа центробежного насоса на трубопроводную сеть ………………………………….39

3.15 Устойчивость работы центробежного насоса…………………………………………......41

3.16 Совместная работа центробежных насосов на трубопровод……………………………..42

3.17 Регулирование работы центробежных насосов…………………………………………....44

3.18 Работа центробежных насосов на вязких жидкостях………………………………….......48

4 Осевые насосы…………………………………………………………………………………..50

4.1 Устройство и принцип действия осевого насоса…………………………………………....50

4.2 Основные показатели работы осевого насоса…………………………………………….....51

4.3 Рабочая характеристика осевого насоса…………………………………………………......52

4.4 Выбор насосов………………………………………………………………………………....53

5 Объемные насосы …………………………………………………………………………….....54

5.1 Классификация объемных насосов ……………………………………………………...…...54

6 Поршневые насосы……………………………………………………………………………....55

6.1 Принцип действия и классификация поршневых насосов………………………………...55

6.2 Идеальная и действительная подача поршневых насосов…………………………………58

6.3 Закон движения поршня приводного насоса…………………………………………….....60

6.4 Неравномерность подачи поршневых насосов…………………..........................................61

6.5 Процессы всасывания и нагнетания жидкости в поршневом насосе…………………......64

6.6 Графическое представление изменения напоров в цилиндре насоса………………….....67

6.7 Условия нормальной работы поршневого насоса………………………………………….69

6.8 Теоретический цикл работы поршневого насоса………………………………………......70

6.9 Процессы всасывания и нагнетания с пневмокомпенсаторами……………………….…..71

6.10 Расчет пневмокомпенсаторов………………………………………………………………74

6.11 Мощность и КПД поршневого насоса……………………………………………………..77

6.12 Испытание поршневого насоса…………………………………………………………......79

6.13 Рабочие характеристики поршневых насосов……………………………………………..81

6.14 Регулирование подачи поршневых насосов…………………………………………….....82

6.15 Клапаны поршневых насосов……………………………………………………………….85

7 Роторные насосы………………………………………………………………………………...91

7.1 Шестеренные насосы………………………………………………………………………….91

7.2 Винтовые насосы……………………………………………………………………………...92

7.3 Пластинчатые насосы……………………………………………………………………........94

7.4 Радиально - и аксиально – поршневые насосы……………………………………………..96

8 Гидротурбины…………………………………………………………………………………...98

8.1 Основные показатели гидротурбин…………………………………………………….........98

8.2 Устройство и классификация турбин…………………………………………………..........99

8.3 Турбина турбобура………………………………………………………………….………..102

8.4 Движение жидкости в каналах турбины…………………………………………………....104

8.5 Число оборотов ротора турбины………………………………………………………........105

8.6 Определение вращающего момента гидротурбины……………………………………….106

8.7 Коэффициенты турбинных решеток………………………………………………………..108

8.8 Перепад давления в турбине турбобура……………………………………………………112

8.9 Мощность и КПД турбин турбобура……………………………………………………….113

8.10 Комплексная рабочая характеристика турбины турбобура……………………………...116

8.11 Подобие гидравлических турбин………………………………………………………….117

9 Компрессоры……………………………………………………………………………….......119

9.1 Классификация компрессоров……………………………………………………………....119

9.2 Применение компрессоров в нефтяной и газовой промышленности…………………….120

9.3 Основные рабочие параметры компрессоров……………………………………………...120

9.4 Поршневые компрессоры и их классификация………………………………………….121

9.5 Работа, совершаемая поршнем за один цикл……………………………………………..122

9.6 Производительность и подача поршневого компрессора……………………………....125

9.7 Многоступенчатое сжатие………………………………………………………………...126

9.8 Мощность и КПД поршневого компрессора……………………………………………..128

9.9 Ротационные компрессоры………………………………………………………………..129

9.10 Лопастные компрессоры………………………………………………………………....131

9.11 Подача лопастных компрессоров………………………………………………………..132

9.12 Мощность и КПД лопастных компрессоров…………………………………………....134

9.13 Рабочая характеристика лопастных компрессоров……………………………………..136

9.14 Параллельная и последовательная работа лопастных компрессоров…………………137

9.15 Регулирование лопастных компрессоров………………………………………………..138

9.16 Особенности эксплуатации лопастных компрессоров………………………………….140

Список литературы……………………………………………………………………………..142