- •Гидравлические машины
- •1 Общие сведения о гидромашинах и их классификация
- •2 Лопастные насосы
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Основные рабочие параметры насосов
- •2.3 Классификация лопастных насосов
- •3.0 Центробежные насосы
- •3.1 Устройство и принцип действия центробежного насоса
- •3.2 Осевое усилие в центробежных насосах и способы уравновешивания
- •3.3 Движение жидкости в каналах рабочего колеса центробежного насоса
- •3.4 Основное уравнение турбомашин Эйлера
- •3.5 Составляющие части теоретического напора рабочего колеса
- •3.6 Зависимость теоретического напора от подачи насоса
- •3.7 Влияние формы лопаток на величину слагаемых общего напора
- •3.8 Влияние конечного числа лопаток на величину теоретического напора
- •3.9 Мощность и кпд центробежных насосов
- •3.10. Теоретическая и действительная комплексная рабочая характеристика центробежного насоса
- •3.11. Основы теории подобия лопастных насосов
- •3.12 Универсальная характеристика центробежного насоса
- •3.13 Кавитация в центробежных насосах
- •3.13.1 Сущность кавитационных явлений
- •3.13.2 Определение критического кавитационного запаса
- •3.13.3 Определение допустимой высоты всасывания насоса
- •3.13.4 Пути повышения кавитационных качеств насоса
- •3.14 Работа центробежного насоса на трубопроводную сеть
- •3.15 Устойчивость работы центробежного насоса
- •3.16 Совместная работа центробежных насосов на трубопроводе
- •3.17 Регулирование работы центробежных насосов
- •3.17.1. Воздействие на коммуникацию
- •3.17.2 Воздействие на привод насоса
- •3.17.3. Воздействие на конструкцию насоса
- •Работа центробежных насосов на вязких жидкостях
- •4 Осевые насосы
- •4.1 Устройство и принцип действия
- •4.2 Основные показатели работы осевого насоса
- •4.3 Рабочая характеристика осевого насоса
- •4.4 Выбор насосов
- •5 Объемные насосы и их классификация
- •5.1 Классификация объемных насосов
- •6 Поршневые насосы
- •6.1 Принцип действия и классификация поршневых насосов
- •6.2 Идеальная и действительная подача поршневых насосов
- •6.3 Закон движения поршня приводного насоса
- •6.4 Неравномерность подачи поршневых насосов
- •6.5 Процессы всасывания и нагнетания жидкости в поршневом насосе
- •6.6 Графическое представление изменения напоров в цилиндре насоса
- •6.7 Условия нормальной работы поршневого насоса
- •6.8 Теоретический цикл работы поршневого насоса
- •6.9 Процессы всасывания и нагнетания с пневмокомпенсаторами
- •6.10 Расчет пневмокомпенсаторов
- •6.11 Мощность и кпд поршневого насоса
- •6.12 Испытание поршневого насоса
- •6.13 Рабочие характеристики поршневых насосов
- •6.14 Регулирование подачи поршневых насосов
- •6.15 Клапаны поршневых насосов
- •6.15.1 Назначение, устройство клапанов и требования, предъявляемые к клапанам
- •6.15.2 Основы теории работы клапанов
- •6.15.3 Безударная работа клапанов
- •7 Роторные насосы
- •7.1 Шестеренные насосы
- •7.2 Винтовые насосы
- •Основным недостатком винтовых насосов является значительная технологическая трудность изготовления винтов.
- •7.3 Пластинчатые насосы
- •7.4 Радиально - и аксиально-поршневые насосы
- •8 Гидротурбины
- •8.1 Основные показатели гидротурбин
- •8.2 Устройство и классификация турбин
- •8.3 Турбина турбобура
- •8.4 Движение жидкости в каналах турбин
- •8.5 Число оборотов ротора турбины
- •8.6.Определение вращающего момента турбины
- •8.7 Коэффициенты турбинных решеток
- •8.8 Перепад давления в турбине турбобура
- •8.9 Мощность и кпд турбин турбобура
- •8.10 Комплексная рабочая характеристика турбины турбобура
- •8.11 Подобие гидравлических турбин
- •9 Компрессоры
- •9.1 Классификация компрессоров
- •9.2 Применение компрессоров в нефтегазовой промышленности
- •9.3 Основные рабочие параметры компрессоров
- •9.4 Поршневые компрессоры, их классификация
- •9.5 Работа, совершаемая поршнем за один цикл.
- •9.6. Производительность и подача поршневого компрессора
- •9.7 Многоступенчатое сжатие
- •9.8 Мощность и кпд поршневого компрессора
- •9.9 Ротационные компрессоры
- •9.9.1 Пластинчатый ротационный компрессор
- •9.9.2. Жидкостно-кольцевой компрессор
- •9.10 Лопастные компрессоры
- •9.11 Подача лопастных компрессоров
- •9.12 Мощность и кпд лопастных насосов
- •9.13 Рабочая характеристика лопастных компрессоров
- •9.14 Параллельная и последовательная работа лопастных компрессоров
- •9.15 Регулирование лопастных компрессоров
- •9.16 Особенности эксплуатации лопастных компрессоров
- •450062, Республика Башкортостан,
8.10 Комплексная рабочая характеристика турбины турбобура
Характеристика турбин турбобура графически может быть представлена линиями вращающего момента, эффективной мощности, перепада давления и КПД в зависимости от числа оборотов вала турбин при постоянном расходе жидкости.
При испытании на стенде зависимости перепада давления и момента от числа оборотов получаются непосредственным замером показаний приборов давления, установленных на входе и выходе из турбин, замером силы оборотов по тахометру, расхода жидкости по расходомеру (подача насоса), момент замеряется с помощью устройств, обеспечивающих передачу усилия на весы. Например, на валу турбин устанавливается тормоз с рычагом, оказывающим давление на площадку весов.
Зависимости эффективной мощности и КПД от числа оборотов получаются в результате расчетов.
Стендовая характеристика турбин показана на рисунке 8.22.
Рисунок 8.22
Наиболее важными при работе турбин являются следующие режимы: режим тормозной, соответствующий остановке турбины (п=0) при больших нагрузках на валу (М=Мтах); режим работы турбины при п = пЭКСТР , когда мощность турбины достигает максимального значения , называют экстремальным; режим работы турбины при КПД - оптимальный. Оптимальный режим располагается между экстремальным и безударным, но для турбин нормальной циркуляции = 1 все три режима совпадают . Снижение нагрузки на валу турбин ведет к увеличению числа оборотов и, когда нагрузка полностью отсутствует, наступает режим холостого хода ( ).
8.11 Подобие гидравлических турбин
Для обобщения и анализа исследований индивидуальных характеристик (рисунок 8.23) модельных образцов турбин турбобуров заданных размеров (DM , M и т.д.), испытанных в определенных условиях, т.е. при определенном расходе жидкости QM и ее физических свойствах, при создании новых турбин пользуются общей теорией подобия, которая предполагает:
геометрическое подобие - пропорциональность линейных размеров, шероховатостей модели и натуры и равенство сходственных углов входных и выходных элементов лопаток;
кинематическое подобие, т.е. подобие полей скоростей (полигонов) в сходственных точках модели и натуры;
динамическое подобие, т.е. пропорциональность сил, действующих на сходственные элементы модели и натуры.
Первое условие обеспечивается одинаковым масштабом линейного моделирования и равенством конструктивных углов:
Кинематическое подобие предусматривает соотношения скоростей:
Поскольку основными силами, действующими в потоке жидкости, являются силы вязкости и инерции, условие динамического подобия соответствует равенству чисел Рейнольдса: Re Н = Re M.
В большинстве случаев турбины работают в условиях автомодельности, когда определяющим фактором является не число Re, а шероховатость, т.е. для подобия достаточно двух первых условиях.
Чтобы определить показатели работы турбин данной серии (Ке = const) при различных расходах и физических свойствах жидкости, необходимо составить следующие соотношения.
Так, числа оборотов вращения вала двух турбин одной серии равны:
Зная, что осевая скорость Сz турбины равна Cz = , получим
вращающие моменты:
мощности турбины:
перепад давления в турбинах:
Если турбины турбобура работают на одной и той же жидкости (р = const), то при изменении подачи насоса на основании общих формул подобия можно определить все показатели работы:
При испытаниях турбин моделирование не применяется, но, при пересчете характеристик односерийных турбобуров различных диаметров формулы подобия необходимы.