21 Вопрос

Потери энергии (уменьшение гидравлического напора) можно наблюдать в движущейся жидкости не только на сравнительно длинных участках, но и на коротких. В одних случаях потери напора распределяются (иногда равномерно) по длине трубопровода - это линейные потери; в других - они сосредоточены на очень коротких участках, длиной которых можно пренебречь, - на так называемых местных гидравлических сопротивлениях: вентили, всевозможные закругления, сужения, расширения и т.д., короче всюду, где поток претерпевает деформацию. Источником потерь во всех случаях является вязкость жидкости.

Следует заметить, что потери напора и по длине и в местных гидравлических сопротивлениях существенным образом зависят от так называемого режима движения жидкости.

При наблюдении за движением жидкости в трубах и каналах, можно заметить, что в одном случае жидкость сохраняет определенный строй своих частиц, а в других - перемещаются бессистемно. Однако исчерпывающие опыты по этому вопросу были проведены Рейнольдсом в 1883 г.

При движении реальных жидкостей по трубам имеет место потери давления. Они обусловлены сопротивлением трения и местным сопротивлением. Потери на трение – имеют место на всей длинне трубопровада и зависят от режима движения потока увеличенный с возврастанием турбулентности. Потери на местные сопротивление возникают при любых изменениях скорости потока при изменении направления(внезапные расширения, краны, сужения, вентерил) Полное гидравлическое споротивление сети будет расчитываться

25. Приведите и объясните классификацию трубопроводов

Трубопрово́д — искусственное сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, а также твёрдого топлива и иных твёрдых веществ в виде раствора под воздействием разницы давлений в поперечных сечениях трубы. Трубопроводы могут защищаться от разрушения из-за превышения давления предохранительными клапанами. С целью защиты от коррозии могут быть покрыты эмалями. В России трубопроводный транспорт считается частью транспортной инфраструктуры.

В зависимости от транспортируемой среды, трубопроводы подразделяют:

1. Аммиакопровод — предназначается для транспортировки аммиака. В России и на Украине функционирует экспортный магистральный аммиакопровод Тольятти — Одесса.

2. Водовыпуск

3. Водопровод — предназначен для обеспечения водой населения и промышленности. При этом вода для бытовых и промышленных нужд может различаться по органолептическим свойствам; пригодности для питья, бытовых и промышленных нужд.

4. Водосток

5. Воздухопровод — часто создается в рамках промышленного предприятия для обеспечения производства сжатым воздухом.

6. Газопровод — предназначается для транспортировки попутного нефтяного и природного газа. Стратегические газопроводы предназначаются для передачи на дальние расстояния больших объемов газа — на экспорт и предприятиям, осуществляющим газовый синтез.

7. Гидротранспорт полезных ископаемых

8. Канализация — отвод промышленных и бытовых стоков через систему трубопроводов. Имеет важное санитарное значение. Включает в себя системы очистки стоков, предполагающих возвращение очищенных вод в хозяйственный оборот.

9. Нефтепровод — предназначается для транспортировки сырой нефти. Нефть при этом подвергается подогреву, препятствующему затвердеванию входящих в ее состав парафинов.

10. Нефтепродуктопровод (нефтепродуктовод) — транспортировка нефтепродуктов — в том числе бензина и керосина, полученных в результате крекинга. Осуществляется до предприятий, предназначенных для производства нефтепродуктов более высокого передела.

11. Мазутопровод — трубопровод, осуществляющий транспортировку тяжелых нефтепродуктов, отходов крекинга. Такие продукты могут использоваться в качестве топочного мазута, а также для переработки в дизельное топливо или даже для дальнейшего отделения легких углеводородов.

12. Паропровод — технологический трубопровод, предназначенный для передачи пара под давлением, используемого для отопления или работы сторонних механизмов.

13. Пневматическая почта — использование воздуха под давлением для перемещения по трубам физических объектов — чаще всего, стандартизированных капсул с объектами небольшой массы и объема. Используется в рамках одного или близко расположенных зданий, использует механические способы маршрутизации.

14. Продуктопровод — в общем смысле, трубопровод, предназначенный для транспортировки искусственно синтезированных веществ (в том числе, перечисленных выше), чаще всего — продуктов нефтяного синтеза. В частном случае может означать систему, предназначенную для доставки по трубам любых пригодных для этого объектов.

15. Теплопровод (см. тепловая сеть — трубопровод, предназначенный для передачи тепла (например — в виде нагретого водяного пара)

16. Этиленопровод — инфраструктура, предназначенная для транспортировки по трубам специфического синтезированного промышленного сырья — этилена.

По назначению:

1. Магистральные

2. Внутризаводские

3. Городские распределительные и т.д.

Основные задачи расчёта простых трубопроводов:

1. Определение перепада давления или потерь напора при заданном расходе.

2. Определения расхода жидкости при заданном диаметре, длинна, потеря напора(перепада давления)

3. Определения диаметра при перекачивании заданной жидкостью с неизвестным расходе, заданном перепаде давления.

37. Расскажите об устройстве, принципе работы, классификации центробежных насосов.

Центробежные насосы – характеризуются тем, что всасывание и нагнетание жидкости происходит под действием центробежной силы возникающей при вращении заключенного в кожухе рабочего колеса. При вращении колеса в жидкости заполняющей кожух и межлопаточные криволинейные каналы возникают центробежные силы отбрасывающие жидкость к переферии рабочего колеса, а затем в нагнетательный патрубок.

Достоинства: равномерная и высокая подача, компактность, высокий КПД, возможность перекачивания загрязненных сред.

Недостатки: невысокий напор по сравнению с объемными машинами, необходимость заливки перед пуском, сложность изготовления рабочих колес, зависимость между создаваемым напором и подачей.

Классификация: 1) консольные, 2) одноступенчатые, 3) с осевым входом жидкости в рабочем колесе.

41.Приведите примеры насосов обьёмного типа, охарактеризуйте их принцип работы.

В объемном насосе процесс нагнетания осуществляется за счет вытеснения жидкости рабочим органом. Взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в замкнутых объемах (рабочих камерах), которые попеременно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания. При работе насоса такая камера сначала заполняется жидкостью из полости всасывания, затем она отсоединяется от полости всасывания и соединяется с полостью нагнетания. Когда рабочая камера соединена с полостью нагнетания, происходит вытеснение жидкости. Далее она вновь соединяется с полостью всасывания. Этот процесс повторяется многократно. Рабочий орган, обеспечивающий заполнение камеры жидкостью, а потом ее вытеснение, называют вытеснителем. К этому типу машин относят поршневые, шестеренные, винтовые, ротационные лопастные насосы (пластинчатые). Объемные насосы отличаются жесткостью характеристики, т. е. увеличение давления насоса, вызванное сопротивлением в напорном трубопроводе, приводит к весьма небольшому уменьшению его подачи. Следует также отметить, что эти насосы не требуют высоких скоростей для получения больших давлений и могут перекачивать жидкости существенно большей вязкости, чем динамические насосы.

Кроме указанных свойств, отличающих объемные насосы от динамических, необходимо отметить также их существенный недостаток — неравномерность подачи. Эти насосы нагнетают жидкость отдельными объемами (порциями). Число таких порций за один оборот вала зависит от конструкции насоса — числа рабочих камер и кратности их работы, но всегда подача объемного насоса носит в той или иной степени пульсирующий характер. По характеру движения рабочего органа все объемные насосы разделяются на две группы: возвратно-поступательные (поршневые) и роторные(с вращательным движением рабочего органа).

Возвратно-поступательные насосы имеют два отличия, которые во многом определяют их свойства и параметры. Первым из них является неподвижность рабочей камеры относительно корпуса насоса. Второе отличие — наличие впускного и выпускного клапанов, которые служат для соединения рабочей камеры с полостями всасывания и нагнетания.

Роторные насосы имеют подвижные рабочие камеры, и у них отсутствуют клапаны. Соединение этих камер с полостями всасывания и нагнетания обеспечивается за счет их переноса от одной полости к другой и обратно.

Объёмные насосы используются перекачки вязких жидкостей. В этих насосах одно преобразование энергии — энергия двигателя преобразуется в энергию жидкости (механическая => кинетическая + потенциальная). Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочий процесс в объёмных насосах неуравновешен (высокая вибрация), поэтому необходимо создавать для них массивные фундаменты. Также для этих насосов характерна неравномерность подачи. Большим плюсом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

Некоторые виды объёмных насосов:

Импеллерные насосы — обеспечивают ламинарный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса. Пластинчатые насосы — обеспечивают равномерное и спокойное всасывание перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования. Винтовые насосы — обеспечивают ровный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования. Поршневые насосы могут создавать весьма высокое давление, плохо работают с абразивными жидкостями, могут использоваться для дозирования. Мембранные насосы — создают невысокое давление, могут использоваться для дозирования

Общие свойства объёмных насосов:

Цикличность рабочего процесса и связанные с ней порционность и пульсации подачи и давления. Подача объёмного насоса осуществляется не равномерным потоком, а порциями.

Герметичность, то есть постоянное отделение напорной гидролинии от всасывающей (лопастные насосы герметичностью не обладают, а являются проточными).

Самовсасывание, то есть способность объёмных насосов создавать во всасывающем потоке вакуум, достаточный для подъёма жидкости вверх до уровня расположения насоса(лопастные насосы не являются самовсасывающими).