Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
З а д а н и е 3. Расчет эрлифта
Действие эрлифта (воздушного подъемника) основано на том, что в двух сообщающихся сосудах положение уровней жидкости при разной плотности неодинаково, причем жидкость с меньшей плотностью имеет более высокий уровень, чем жидкость с большей плотностью. Эрлифт (рис. 6) состоит из водоподъемных и воздухопроводных труб, смесителя и компрессора. Компрессор предназначен для подачи сжатого воздуха в скважину к смесителю, находящемуся в нижней части колонны воздухопроводных труб. Воздух, поступая из воздухопроводной трубы в смеситель, образует воздушно-водяную смесь, плотность которой зависит от количества поступающего воздуха. Чем больше высота подъема, тем меньше должна быть плотность смеси, т.е. с увеличением высоты подъема воды увеличивается расход воздуха.
Рис. 6. Расчетная схема эрлифта: 1 − обсадная труба; 2 − водоподъемная труба; 3 − воздухопроводная труба; 4 − смеситель; 5 − уровень излива.
Для работы эрлифта колонна воздухопроводных труб должна быть опущена в скважину ниже уровня воды на такую глубину, чтобы столб воздушно-водяной смеси был не только уравновешен, но чтобы ему было еще сообщено движение вверх. При низком положении статического уровня в скважине и недостаточной глубине погружения воздушно-водяная смесь не может преодолеть путь от смесителя до уровня излива. С помощью эрлифта поднимают воду только до поверхности земли – сборного резервуара. Преимущество эрлифта перед другими глубинными насосами заключается в том, что он не имеет рабочих частей в скважине, а поэтому надежен в действии. Эрлифт незаменим в тех случаях, когда при сравнительно небольшом диаметре скважины требуется получить значительное количество воды. В этом отношении эрлифт стоит на первом месте среди всех глубинных насосов. Он пригоден для откачки воды с песком. Недостатком эрлифта является низкий коэффициент полезного действия и необходимость высокого столба воды в скважине. Путем тщательного подбора диаметра труб и глубин их погружения удается повысить коэффициент полезного действия эрлифта до 0, 3. Применяются три системы расположения труб эрлифта – параллельная (рядом) и две центральные (рис. 7). Когда позволяет диаметр скважины рекомендуется применять параллельную систему.
Рис. 7. Схема расположения труб эрлифта: а – параллельная; б – центральная; в – центральная с боковым подводом воздуха. Требуется выполнить. Произвести расчет эрлифта. Исходные данные для расчета − «Бланк задания», табл. 3. Выполнение задания ведут в приведенной ниже последовательности. 1. Определяют глубину погружения Н смесителя по зависимости , м, (6) где h − расстояние от динамического уровня до уровня излива, м; К − коэффициент погружения. Наименьший коэффициент погружения 1, 4 и наибольший 3, 0 применяются только для кратковременной работы эрлифта. Оптимальным коэффициентом погружения К для эксплуатационных установок считается 2, 0 – 2, 5; более точно он определяется опытным путем. Глубина погружения форсунки под динамический уровень от уровня излива подбирается таким образом, чтобы она была в 2, 0 – 2, 5 раза больше глубины динамического уровня от уровня излива. Это отношение определяет коэффициент погружения К. 2. Удельный расход воздуха (на 1 м3 поднятой воды) определяют по формуле , м3, (7) где с − опытный коэффициент, зависящий от коэффициента погружения и определяемый по табл. 1 приложения 3. 3. Полный расход воздуха находят по формуле , м3/с, (8) где Q − расчетный расход воды, м3/ч. 4. Пусковое давление воздуха определяют по формуле , кг/см2, (9) где Нст − глубина статического уровня воды, м. 5. Рабочее давление воздуха определяют по формуле , кг/см2. (10) 6. Расход эмульсии (вода + воздух) непосредственно выше смесителя находят из формулы , м3/с. (11) 7. Расход эмульсии при изливе подсчитывают по формуле , м3/с. (12) 8. Необходимое сечение водоподъемной трубы у форсунки определяют по формуле , м2, (13) где v1 − скорость движения эмульсии у форсунки, м/с, определяют по табл. 2 приложения 3. 9. Площадь сечения водоподъемной трубы у излива вычисляют по формуле , м2, (14) где v2 − скорость движения эмульсии на изливе, м/с, определяют по табл. 2 приложения 3. 10. Производительность компрессора принимают по формуле , м3/ч. (15) 11. Диаметр водоподъемной трубы определяют: при параллельном расположении труб , м, (16) при центральном расположении труб , м, (17) где d1 − диаметр воздухопроводных труб, принимают по табл. 3 приложения 3. В случае центрального расположения воздухопроводной трубы при определении удельного расхода воздуха вводится поправочный коэффициент (приложение 3, табл. 4) и производится уточнение величин v0, W, q1, q2, w1, w2, Wк, d. 12. Рабочее давление компрессора находят по формуле , кг/см2, (18) где − сумма потерь давления в воздушной линии от компрессора до скважины в зависимости от протяженности линии (принимают в среднем 0, 5 кг/см2). 13. Мощность на валу компрессора , кВт, (19) где N0 − удельная мощность, определяют по табл. 5 приложения 3. 14. Коэффициент полезного действия установки подсчитывают по формуле . (20) Пример. Рассчитать эрлифт для следующих исходных данных: глубина статического уровня Нст=3 м; глубина динамического уровня Ндин=8 м; расстояние от динамического уровня до уровня излива h=9, 5 м; расчетный расход воды Q=100 м3/ч, схема расположения труб эрлифта − параллельная. Решение. Глубина погружения Н смесителя , м. Удельный расход воздуха , м3. Полный расход воздуха , м3/с. Пусковое давление воздуха , кг/см2. Рабочее давление воздуха , кг/см2. Расход эмульсии (вода + воздух) непосредственно выше смесителя , м3/с. Расход эмульсии при изливе , м3/с. Необходимое сечение водоподъемной трубы у форсунки , м2. Площадь сечения водоподъемной трубы у излива , м2. Производительность компрессора , м3/ч. Диаметр водоподъемной трубы при параллельном расположении труб , м. Принимаем d = 0, 2 м. Рабочее давление компрессора , кг/см2. Мощность на валу компрессора , кВт. Коэффициент полезного действия установки .
|