Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы
Расчетная часть-Расчет винтового Центробежного компрессора 7ВКГ-50/7-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газаID: 175179Дата закачки: 24 Ноября 2016 Продавец: lesha.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы) Посмотреть другие работы этого продавца Тип работы: Диплом и связанное с ним Форматы файлов: Microsoft Word Сдано в учебном заведении: ******* Не известно Описание: Расчетная часть-Расчет винтового Центробежного компрессора 7ВКГ-50/7-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа Комментарии: 1.3 Обоснование основных параметров 1.3.1 Определение основных характеристик. Газ попутный, нефтяной, после последней ступени сепарации нефти. Определение основных характеристик компрессора начнем с нахождения физических величин газовой смеси. Расчеты ведутся по методике, представленной в литературе [7]. 1) Газовая постоянная смеси. Используем удельный вес смеси γ = Ро × 104/Rсм ∙Т . (1.1) Удельный вес сухого газа при 0оС и 0,1 МПа. ρсг = 2,29 кг/м3 Ро = 1013027 Па = 0,01013 МПа - атмосферное давление. Rс.г. = 1013027/2,29× 273 = 1620,5 Н/м3. 2) Газовая постоянная с учетом влажности Rвл.г. = 1/1+χ (Rсг + χ × Rвп.), (1.2) где χ – степень сухости при tо и Pо,ψ =100%. Rв.п. – газовая постоянная водяного пара, Rв.п. = 4618,5 Н/м3 χ = (Rс.г./Rв.п.)×ψ×(Рп./(Ро.-ψ×Рп. ))= = (1620,5/4618,5)×1×(23369,247/(1013027-1×23369,241)) = 0,008283, (1.3) где Рп. = 0,00233 МПа – парциальное давление водяного пара при 20 оС и 100% . Тогда, по формуле (1.2) Rвл.г.=(1/(1+0,008283))×(1620,5+0,008283×4618,5)=1642 Н/м3 Таблица 1.2- Состав газа по объему Наименование Формула Доля компонента Молекулярный вес μi µi,τi Теплоем-кость µi,τi,срi % τi 1 Двуокись углерода СО2 0,2 0,002 44,011 0,088 0,1996 0,0176 2 Метан СН4 14,13 0,1413 16,042 2,2667 0,532 1,2059 3 Этан С2 Н6 16,64 0,1664 30,068 5,0033 0,418 2,091 4 М-Пропан С3 Н8 22,44 0,2244 44,094 9,8947 0,39 3,8589 5 Изобутан С4 Н10 7,21 0,0721 58,12 4,1904 0,401 1,6803 6 Н-Бутан С4 Н10 14,97 0,1497 58,12 8,7006 0,401 3,4889 7 Изопентан С5 Н12 6,88 0,0688 72,146 4,9059 0,395 1,9378 8 Метилпентан С6 Н14 5,46 0,0546 86,172 4,705 0,4 1,882 9 Другое С7+и выше 6,4 0,064 100,198 6,4127 0,398 2,5522 5,67 0,0567 =77,12 =4,3727 =0,390 1,7053 Итого: Σ10=100% Σ10= 50,54 Σ9= 94,43 0,9443 Σ9= 46,1673 Σ10= 20,4199 3) Молекулярный вес смеси μсм. = 848/Rвл.г. = 848/1642 = 50,54. (1.4) 4) Молекулярный вес «10»-го неизвестного компонента ∑τ10 - ∑τ9 = 1 – 0,9433 = 0,0567. (1.5) 5) Теплоемкость смеси Ср.см. = ∑τi μi Срi / ∑τi μi = 20,4199/50,54 = 0,4040 Дж/кг.град. (1.6) Теплоемкость «10»-го компонента примем равным = 0,390 Дж/кг.град. 6) Показатель адиабаты газовой смеси К =1/(1-(Rсм./427×Ср.см.))= 1/(1-(16,78/(427 × 0,4040))) = 1,108. (1.7) 7) Давление газа на всасывании Рвс.к. = Рвс. – ∆Р = 0,07848 – 0,00196 = 0,0765 МПа. (1.8) 8) Давление газа на нагнетании Рн = 0,687 МПа. 9) Степень повышения давления в компрессоре П = Рн/Рвс. = 0,687/0,0765 = 8,974. (1.9) 10) Температура газа на всасывании tвс. = 45оС, Твс. = 273 + 45 = 318оК. (1.10) 11) Температура газа на нагнетании tн = 100о С, Тн = 273 + 100 = 373о К. (1.11) 12) Удельный вес газа на всасывании γвс. = Рвс.к. / (Твс. × Rсм.)= 0,765 /(318 × 1642) = 1,465 Н/м3. (1.12) 13) Удельный вес газа на нагнетании γн = Рн. /(Тн. × Rсм.)= 0,687/( 373 × 1642) = 11,2 Н/м3. (1.13) 14) Теоретическая производительность Vт = Wо × z1 × n1 = 4829× 10-6 × 4× 2960 = 3430 м3/ч, (1.14) где Wо = 4829 × 10-6 м 3– объем парной полости; z1 = 4 – число зубьев ведущего ротора; n1 = 2960 об/мин – число оборотов ведущего ротора. 15) Действительная объемная производительность на всасывании Vвс.д. = Vг. × ηv = 0,953 × 0,87 = 3000 м3/ч, (1.15) где ηv = 0,87 – коэффициент подачи для маслонаполненных компрессоров с асимметричным профилем зубьев роторов. 16) Действительная весовая производительность Gд = Vвс. × γвс. = 0,83 × 1,464 = 4380 кг/ч. (1.16) 17) Объемная производительность при условиях нагнетания Vн = Gд./γн. = 1,215/11,2 = 390 м3/ч. (1.17) 18) Изотермическая мощность компрессора Nизот = 1,634 × 2,303× Рвс.× Vвс.× ℓgП= = 1,634× 2,303× 76,4× 50 × ℓg8,97 = 130 кВт, (1.18) где П – степень повышения давления в компрессоре. 19) Мощность на валу компрессора Nвк = Nиз./ηиз. = 130/0,49 = 265,306 кВт, (1.19) где ηиз. = 0,49 – изотермический К.П.Д. 20) Окружная скорость газа на периферии ведущего винта U1 =( π×d1×П1 )/ 60 = 3,14×0,315×2960/60 = 48,8 м/с. (1.20) 21) Средняя скорость газа в окне нагнетания Wн = Vн/Fон = 6,5/(60×0,00664) = 16,32 м/с, (1.21) где Fон = 66,4 × 10-4м2 – площадь окна нагнетания. 22) Средняя скорость газа при входе газа в полость винтов Св =( 6×ℓ×ηv×n1)/d1в =(6×0,425×0.87×2960)/280 = 23,45 м/с. (1.22) 23) Скорость газа во всасывающей трубе Wвс. = Vвс./((π×Д2у.вс.)/4) = 50/((3,14×0,252×60)/4) = 17 м/с, (1.23) где Ду.вс. = 250мм. – условный диаметр всасывающей трубы. 24) Скорость газа в нагнетательной трубе Wн =Vн((/π×Д2ун.)/4) = 6,5/((3,14×0,1×60)/4) = 13,8 м/с, (1.24) где Дун. = 100мм. – условный диаметр нагнетательной трубы. 1.3.2 Расчет пропускной способности предохранительного клапана Широкое применение в нефтяной промышленности процессов, протекающих под высоким давлением, а также тенденция к дальнейшему его повышению, предъявляет высокие требования к безопасной работе с оборудованием, находящимся под этим давлением, тем более, что используемые среды, как правило, взрывоопасны и пожароопасные, а также иногда и токсичны. Для защиты сосудов аппаратов, емкостей, трубопровод и другого оборудования (технологического) от разрушения при чрезмерном повышении давления чаще всего применяют предохранительные клапаны. Предохранительный клапан обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования в условиях повышенных давлений газа или жидкости. При повышении в системе давления выше допустимого предохранительный клапан автоматически открывается и сбрасывает необходимый избыток рабочей среды, снижая давление, и тем самым предотвращая возможность аварии. После окончания сброса давление снижается до величины, меньшей начала срабатывания клапана, предохранительный клапан автоматически закрывается и остается закрытым до тех пор, пока в системе вновь не увеличится давление выше допустимого. Исходные данные: P1 = 0,83 МПа – максимальное давление перед предохранительным клапаном; L1 = 0,8 – коэффициент расхода газа клапана предохранительного ( ТУ36 – 07 – 1179 – 77); F = 1500 мм2 – расчетная площадь проточной части ; ρг = 1,5кг/м3 – плотность газа сухого при «холодной» сепарации; V = 3000 м3/ч – производительность компрессора по условиям всасывания. Расчет ведется согласно методике, приведенной в литературе [4]. Определение номинальной производительности компрессорной установки Д = m = ρг ×V = 1,5 × 3000 = 4500 кг/ч. (1.25) Пропускную способность предохранительного клапана определяется по формуле G = b1 × L × F × (P1 + 1), (1.26) где L – коэффициент расхода газа, принимается равным 90% величины, определенной при исполнении головных образцов клапанов данной конструкции. L = 0,9 × L1 = 0,9 × 0,8 = 0,72. (1.27) b1 = 0,512 – коэффициент, учитывающий физико–химические свойства газа при рабочих параметрах. Тогда по формуле (1.26) G = 0,512 × 0,72 × 1500 × (0,83 + 1) = 5142 кг/ч. Формула применима при условии ( Р2 + 1) ≤ (Р1 + 1) βкр, (1.28) где Р2 = 0 – избыточное максимальное давление за предохранительным клапаном; βкр = 0,577 критическое отношение давления для насыщенного пара. (0 + 1) ≤ (8,3 + 1) × 0,577, 1 < 5,38 - условие выполняется. На компрессорной установке устанавливается пружинный предохранительный клапан типа ППК, пропускная способность которого должен быть не менее производительности установки: G ≥ Д 5142 кг/ч > 4500кг/ч – условие выполняется. 1.4 Усовершенствование конструкции компрессора В добыче и перекачке газа применяется компрессор 7ВКГ-50/7, однако, в связи с увеличением числа объектов с нестабильными объемами перекачиваемого газа компрессорные установки с большей производительностью приходится менять на установки с меньшей производительностью. Для этого производится замена компрессорных установок 7ВКГ 50/7 на установки 5ГВ – 12/6, в которых для обеспечения поддержания заданного давления на входе в компрессорную установку, предусмотрено регулирование производительности компрессора изменением рабочей длины ротора (золотниковый регулятор) в пределах от 100% до 20% от номинальной с соответствующим изменением потребляемой мощности. Также могут быть использованы компрессорные установки ГВ-4/6 и ГВ-2/6 меньшей производительности для тех же целей, что и установки 5ГВ-12/6, но с плавным регулированием производительности за счет применения частотного преобразователя. 1 – задвижка; 2 - компрессор 7ВКГ; 3- компенсатор; 4 – клапан обратный поворотный; 5 – вентиль запорный: 6 –клапан предохранительный; 7 – вентиль запорный; 8 – блок маслоохладителя; 9 – вентиль запорный фланцевый; 10 – фильтр масляный грубой очистки; 11 – вентиль угловой цапфовый; 12 – клапан отсечной; 13 – фильтр масляный тонкой очистки; 14 – муфта упругая; 15 – электродвигатель; 16 – клапан перепускной; 17 – вентиль запорный угловой; 18 – сепаратор; 19 – клапан перепускной мембранный Рисунок 1.7 – Схема пневмогидравлическая компрессорной установки На рисунке 1.7 представлена схема компрессорной установки с предлагаемым усовершенствованием, которое позволяет достичь нужных результатов модернизацией компрессорных установок 7ВКГ – 50/7. А именно сообщая всасывающую и нагнетательную линии трубопроводом, где устанавливается перепускной клапан с мембранно-пружинным исполнением механизмом МИМ-1-2231201, который срабатывает при понижении давления на всасывание ниже 0,0784 МПа и перепускает газ с нагнетания на всасывание компрессора. При этом отпадает остановка компрессора или регулировка давления на всасывание В результате усовершенствования существенно снижается трудоемкость процесса, так как отпадает необходимость в остановке компрессора при уменьшении давления на всасывании и регулировка давления на всасывании (дросселированием). 1.5 Расчеты на прочность и долговечность основных узлов и деталей компрессора 1.5.1 Расчет подшипников на долговечность Радиальные нагрузки на роторах воспринимают роликоподшипники радиальные однорядные с короткими цилиндрическими роликами – 32417. Рисунок 1.8 – Радиальный однорядный роликовый подшипник Расчет ведется согласно методике, приведенной в [8]. Долговечность подшипника определяем из формулы коэффициента работоспособности , (1.29) где C – коэффициент работоспособности; R – радиальная нагрузка на подшипник, Н; Кк – кинематический коэффициент, учитывающий влияния вращения внутреннего или наружного кольца подшипника качения; при вращающемся наружном кольце Кк = 1,0; Кδ – динамический коэффициент, учитывающий влияния динамических условий работы, характерны для различных машин, на долговечность подшипника качения для компрессора Кδ = 1,3; Кт – коэффициент, учитывающий на долговечность подшипника температурного режима работы; при температуре до 1250С, Кт = 1,05; n – число оборотов ротора в мин.; Ведущий ротор. R1max = 1014 кг. n 1 = 2960 об./мин. Исходя из формулы (1.29) Ведомый ротор. R2 max = 1825 кг. n 2 = 1974 об/мин. Долговечность шарикоподшипников. Осевые нагрузки воспринимают шарикоподшипники радиально – упорные однорядные – 66414. Рисунок 1.9 – Шариковый радиально-упорный подшипник Расчет ведется аналогично вышеизложенному. Долговечность подшипников определяем из формулы коэффициента работоспособности, согласно формуле (1.29) , где Qпр – приведенная радиальная нагрузка на подшипник, эквивалентная одновременному действию радиальной и осевой нагрузки; m – коэффициент приведения, значение которого находим в зависимости от типа и размера подшипника, m = 0.5; Кинематический и динамический коэффициенты, а также коэффициент, учитывающий влияние на долговечность подшипника температурного режима работы: Кк = 1; Кт = 1,05; Кδ =1,3. Коэффициент работоспособности С = 179000. Ведущий ротор. Rвщ = 1236 кг. n вщ = 2960 об/мин. Приведенная радиальная нагрузка на подшипник рассчитывается по формуле Qпр вщ = m × R = 0,5 × 1236 = 618 кг. (1.30) Тогда, подставляя в формулу (1.29) Ведомый ротор. Расчет ведется аналогично. Rвм = 920 кг. n 2 = 1974 об/мин. Приведенная радиальная нагрузка на подшипник по формуле (1.30) Qпр вм = 0,5 × 920 = 460 кг. Тогда, подставляя в формулу (1.29) 1.5.2 Расчет количества масла, расходуемого при работе компрессора Расход количества масла на впрыск в компрессор для газа холодной сепарации с максимальным показателем адиабаты. Расчет ведется согласно методике приведенной в [6]. 1) Принимаем: к = 1,29 (по метану – компоненту с максимальным коэффициентом адиабаты); γ = 1,03 кг/м3 tвс = 50С tн = 900С 2) Газовая постоянная смеси Rсм = Р0× / (γо × То )= 1013027 / (1,03 × 273) = 3602 Н/м3. (1.31) 3) Молекулярный вес смеси µсм = 848/Rсм =848/3602 = 0,23. (1.32) 4) Теплоемкость смеси Ср = К × Rсм/427(К – 1) = (1,29 × 3602)/154 × (1,29 – 1) = 105 Дж. (1.33) 5) Удельный вес газа на нагнетании γвс = (Рвс.к × 104)/Твс × Rсм = 764918,7 / (278 ×3602) = 0,764 Н/м3. (1.34) 6) Весовая действительная производительность Gд = Vвс × γвс = 50 × 0,764 = 2292 кг/ч. (1.35) 7) Средний показатель «политропы» сжатия для не охлаждаемого компрессора m1 = к × ηv/( 1-к(1-ηv)) = 1,29 × 0,87 / 1- 1,29 × (1-0,87) = 1,35. (1.36) 8) Температура газа на нагнетании при политропическом сжатии Тн пол = Твс × П m1-1/m1= = 278 ×8,97 1,35-1/1,35 = 278 ×1,765 = 490,7оК. (1.37) 9) Средний показатель политропа при отводе тепла m2 = ℓg × (П/ℓgП - ℓg Тн/Твс) = ℓg ×8.97 / (ℓg8.97 - ℓg363/278) = 1,14. (1.38) 10) Количество тепла, которое необходимо отвести от смеси в процессе сжатия qм =( Gg × Ср см × Твс )/Ксм [m1-к/m1-1(Пm1-1/m1-1) + к-m2/m2 – 1 × (Пm2-1/m2- -1)] = (38,2× 105 × 278)/1,29 × [1,35 – 1,29/1,35 - 1 × (8,971.35-1/1.35 - 1) + + 1,29 – 1,14/ 1,14 – 1 (8,971.14-1/1.14 - 1)] = 44722875 Дж/мин. (1.39) 11) Количество масла, которое необходимо подать в компрессор, для охлаждения газовой смеси до 90оС. Марка масла «Турбинное – 30», температура масла tм = 65оС Qм=qм /(См× γм ×Δtм )= 44722875/× 0,863 ×25 = 840 м3/ч, (1.40) где См=0,4812013,85 Дж – теплоемкость масла при средней температуре; Γм = 0,863 кг/л – удельный вес масла при средней температуре; Δtм = 90-65 =25оС – повышение температуры в рабочем процессе; t ср = 2tм + Δtм/2 = 2 ×65 + 25/2 = 77,5оС – средняя температура масла. Расход масла на подшипники. Момент трения М и мощность, затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках, прямо пропорциональны нагрузке на подшипник М = fпр × Р × d/2 , (1.41) где f пр –приведенный к валу условный безразмерный коэффициент трения скольжения, определяемый экспериментально; Р – нагрузка на подшипник, Н; d – диаметр отверстия подшипника, м; N = fпр × Р × d × n / (2 × 97400). (1.42) Для шарикоподшипника радиально – упорного типа 66414: f пр = 0,003 ÷ 0,005, d = 70 мм, Rвщ = 1236 кг, Rвм = 920 кг. По формуле (1.42) для ведущего и ведомого ротора соответственно Nвщ осев. = 0,005 × 1236 × 70×10-3 × 2960/(2 ×97400) = 0,657 кВт; Nвм осев. = 0,005 × 920 × 70×10-3 × 1974/(2 × 97400) = 0,326 кВт. Для роликового однорядного подшипника с короткими цилиндрическими роликами типа 32417 f пр = 0,002 ÷ 0,003, d = 85 мм, Rвщ max = 1014 кг, Rвм max = 1825 кг. По формуле (1.42) для ведущего и ведомого ротора соответственно Nвщ рад = 0,003 × 1014 × 85×10-3 × 2960/(2 × 97400) = 0,393 кВт; Nвм рад = 0,003 × 1825 × 85×10-3 × 1974/(2 × 97400) = 0,472 кВт. Суммарная мощность на подшипниках на преодоление момента трения Nподш = Nосев.вщ. + Nосев.вм. + 2 Nрад.вщ. + 2 Nрад.вм. = = 0,657 + 0,326 + 2 × 0,392 + 2 × 0,472 = 2,713 кВт. (1.43) Количество масла, которое необходимо подавать в подшипники Qподш. = qn / Cнп × γмn × Δtм, (1.44) где q n – количество тепла, отводимое от подшипников, q n = Nподш/0,0978 = 2,713/0,0978 = 27,74 ккал/мин = = 116141,832 Дж/мин. Принимаем: t м = 45оС, t м =10оС, t ср. = (2 × 45 + 10)/2 = 50оС, Смл = 1940,581 Дж/кг.град, Γмп = 0,880 кг/л; По формуле (1.44) рассчитываем количество масла, которое необходимо подавать в подшипники Qподш. = 116141,842/(1940,581× 0,880 × 10) = 0,408 м3/ч. Общий расход масла Qобщ = Qвпрыск + Qподш. + Qдуммис. = 8,4 + 0,408 + 0,9 = 9,71 м3/ч, (1.45) где Qдуммис. = 0,9 м3/ч – расход масла на думмис. Принимаем Qобщ. = 12 м3/ч. 1.5.3 Силовой расчет мембранного – пружинного привода и выбор перепускного клапана Расчет производится по методике, приведенной в [16]. Рисунок 1.10 – Мембранно-пружинный привод Определяем эффективную площадь мембраны Fэф = π/12(Д2 + Дd + d2)= = 3,14/12(202 + 20 × 16 + 162) = 0,025 м2, (1.46) где Д = 200 мм – диаметр заделки мембраны; d = 0,8Д – наружный диаметр опорного диска мембраны; Определяем усилие пружины Q1 = P1 × Fэф, (1.47) где Р1 – давление среды (газа) на мембрану в начале или в конце хода штока В начале хода Q1 = 2 × 250 = 500 Н, То есть предварительное поджатие пружины 500 Н. В конце хода Q1 =8 × 250 = 2000 Н. Выбирается клапан МИМ – 1 – 2231201 – типа МИМ, модели 1, прямоходного обратного действия диаметром заделки 200 мм., условным ходом штока 10 мм, С диаметром посадочного отверстия 45 мм, предназначенного для работы при температуре окружающего воздуха от -30 оС до + 50 оС, без дополнительных блоков. В таблице 1.3 приведены расчётные данные на возможных режимах работы Таблица 1.3 Расчётные данные компрессора 7ВКГ-50/7 на возможных режимах работы Параметры Режим 1 Режим 2 Режим 3 Режим 4 Режим 5 Рвс, МПа 0,08 0,08 0,1 0,1 0,1 Рн, МПа 0,5 0,6 0,5 0,6 0,7 α 6,41 7,69 5,1 6,12 7,14 Продолжение таблицы 1.3 Параметры Режим 1 Режим 2 Режим 3 Режим 4 Режим 5 вс, кг/м3 1,462 1,462 1,837 1,837 1,837 н, кг/м3 7,99 9,59 7,99 9,59 11,184 Коэффициент подачи V 0,80 0,79 0,81 0,80 0,79 Vвс∂, м3/мин 31,5 31,1 31,9 31,5 31,1 G,кг/мин 46 45,5 58,6 57,9 57,1 Vн,м3/мин 5,8 4,7 7,3 6 5,1 Nиз, кВт 74,6 80,9 83,3 91,4 97,1 Изотерми-ческий к.п.д. 0,51 0,5 0,50 0,51 0,50 Nвк, кВт 146,3 161,8 166,7 179,2 195,5 1.5.4 Расчет торцевого уплотнения Расчет ведется по методике, приведенной в [2]. Исходные данные: d = 65 мм. Д1 = 80 мм. Д2 =86 мм. Д3 = 75 мм. Д4 = 90 мм. ℓк = 15 мм. δ к – радиальный зазор уплотнительного кольца; n = 3000 об/ мин – число оборотов; Рвс = 0,0294 ÷ 0,118 МПа– давление всасывания; Т = 60 Н – сила трения резины о сталь; Рг.д. – сила гидравлического давления; Рпр – усилие сжатия пружины; R – реакция вала на подвижное кольцо; Тн – давление масла в камере; Рн = 0,588 МПа; t м = 50оС – температура масла в уплотнительной камере; Рк – давление в камере между уплотнительным кольцом и манжетой; Ратм. =0,1013 МПа – атмосферное давление. Расчет торцевого уплотнения. Из условия равновесия подвижной втулки напишем уравнение Ргд + Рпр – Т - R –( Rм - Ратм.)/2 × Sк = 0. (1.48) Сила гидравлического давления Ргд = Fгд × (Рм – Ратм.) = π/4×( Д22 – Д32 ) × ( Рм – Ратм ) = = 3,14/4× (8,62 – 7,52 ) × (0,588 – 0,1013) = 6,8 МПа. (1.49) Площадь контакта Sк Sк = π/4 × (Д22 – Д12 ) =3,14/4 × ( 8,62 – 82 ) = 7,85х10-4 м2. (1.50) Реакция вала на подвижное кольцо R = Руд × Sк , (1.51) где Руд = 0,785 МПа – задаемся удельным давлением. R = 0,785 × 7,85 = 62,8 Н. Усилие сжатия пружины Рпр = 0,588 + 62,8 + (0,558 – 0,1013 )/2 × 7,85 – 6,8 = 5,6 МПа. (1.52) Потери на трения в торцевой части Wг = ( f × Sк)/ 102 ×Руд × V, (1.53) где f = 0,04 – коэффициент трения графитового кольца о сталь; V – скорость скольжения по среднему диаметру. V = ( π × Дср × n )/60 = =(3,14 × (0,08 + 0,086 ) × 3000 )/2×60=13,05 м/с. (1.54) Потери на трения по формуле (1.53) Wт = (0,04 × 7,85) / 102 ×( 0,784 × 13,05) = 0,321 кВт. 1.5.5 Расчет плавающего уплотнительного кольца Расчет ведется по методике, приведенной в [2]. Определяем Рк Перепад на манжете по экспериментальным данным составляет Рк – Рвс = 0,029МПа. (1.55) Отсюда Рк = Рвс + 0,029; Рк1 = 0,03 + 0,029 = 0,059МПа, Рк2 = 0,12 + 0,029 = 0,149МПа. Перепад на плавающем кольце ΔР = Рм - Рк ; (1.56) ΔР1 = 0,588 – 0,059 = 0,529 МПа. ΔР2 = 0,588 – 0,149 = 0,439 МПа. Задаемся расходом масла Qmin = 0,007 м3/мин и определяем радиальный зазор в уплотнении, исходя из уравнения расхода для гладкой цилиндрической щели. Qк = (π × Д4 × δк3)/(12 × μ × ℓк) × ΔР, (1.57) Отсюда δк = 3√ (12 × μ × ℓк ×Qк) / ( π × Д4 × ΔР). (1.58) Считаем для двух типов масел 1) υso = 12 х10-6 м2/с – масло «Индустриальное 12», ГОСТ 1707 – 51. μso = 1,207 × 10 Н × м2 /с = 1,207 × 10-2/9,807 = 0,123 × 10-2Н × м2 /с; 2) υso = 50 х10-6 м2/с – масло «Индустриальное 45», ГОСТ 1707 – 51 μso = 3.944 × 10-2Н×м2/с = 3,944 × 10-2/9,807 = 0,402 × 10-2Н×м2/с. Зазор считаем для более вязкого масла, то есть для «Индустриального 45», и для меньшего перепада давления, по формуле (1.58) δ к = 3√(12 × 0,402 × 10-2 × 0,015 ×7/(60×1000))/( 3,14 × 0,09 × 0,439×104) = = 3√ 6,62 × 10-12 = 1,87 × 104м = 0,187 мм. Принимаем диаметральный зазор 2δк = 0,35 мм. По приведенной выше методике, рассчитывается расход для двух типов масел. Расход масла «Индустриальное 12». 1) ΔР1 =0,529 МПа, μ = 0,123 × 10 Па×с. 2) ΔР2 = 0,439 МПа, Q1 = (3,14 × 0,09 ×( 0,175 × 10-3)3) / ( 12 × 0,123 × 10-2 × 0,015 ) × 0,529 × ×104 =( 8,42 × 10-6) × 0,529/0,123 = 1,332 м3/ч; Q2 = (3,14 × 0,09 ×(0,175 × 10-3))3 / (12 × 0,123 × 10-2 × 0,015 ) × 0,439× ×104 = (8,42 × 106) × 0,439/0,123 = 1,113 м3/ч. Расход масла «Индустриальное 45». 1) ΔР1 = 0,529 МПа, μ = 0,402 × 10-2 Па×с. 2) ΔР2 = 0,439 МПа. Q1 = (3,14 × 0,09 × (0,175 × 10-3) ) / (12 × 0,402 × 10-2 ×0,015) × 0,529× 104 = = 8,42 × 10-6 × 0,529/0,402 = 0,408 м3/ч; Q2 = ( 3,14 × 0,09 × ( 0,175 × 10-3 )) / ( 12 × 0,402 × 10-2 × 0,015) × 0,439× ×104 = 8,42 × 10-6 × 0,439/0,402 = 0,3402 м3/ч. Потери на трение Wк = ( π × μ × w2 × ℓк × Д43) / (102 × 4 × δк). (1.59) Для масла «Индустриальное 12» Wк = (3,14 × 0,123 × 10-2 × 3142 × 0,015 × 0,093) / (102 × 4 × 0,175 × 10-3 )= = 0,475 × 0,123 = 0,0584 кВт. Для масла «Индустриальное 45» Wк = ( 3,14 × 0,402 × 10-2 × 3142 × 0,015 × 0,093) / (102 × 4× 0,175 × 10-3 )= = 0,475 × 0,402 = 0,191 кВт. 1.5.6 Расчет уплотнительной втулки Расчет ведется по методике, приведенной в [2]. Исходные данные: d = 120мм; δвт.min.= 0,24/2 = 0,12мм; δвт.max. = 0,263/2 = 0,1315мм; Рвт. = 0,5МПа; Рм. = 0,6МПа; Рвс. = 0,03 ÷ 0,12МПа; ℓ 1= 10мм.; ℓ2 = 49мм.; ℓ =69мм. Расход масла рассчитывается по формуле Q =((π×d×∆P)/(12×µ×ℓ))×δ3. (1.60) Перепад давления для втулки, перепад давления на всасывании при максимальном и минимальном давлении соответственно ∆Рвт. = Рм – Рвт. = 0,6 - 0,5 = 0,1 МПа; (1.61) ∆Рвс. = Рм –Рвс. =0,6 – 0,03 = 0,57 МПа; (1.62) ∆Рвс. = Рм – Рвс. = 0,6 – 0,12 = 0,48 МПа. (1.63) Считаем для ∆ Рвс. = 0,57 МПа. Расчет ведется для двух типов масел – «Индустриальное-45» и «Индустриальное-12». 1) Масло «Индустриальное - 45». tм = 80оС; µм = 0,01197/9,807 = 1,1× 10-2 Па×с. По формуле (1.60) рассчитывается минимальный и максимальный расход масла на всасывании и в уплотнительной втулке. Минимальный расход Qвт.min = ((3,14 × 0,120 × 1 × 104)/(12×1,1×10-2×0,01))×(0,12×10-3)3 = = 28×106×7,73×10-12 = 0,1752 м3/ч. Qвс.min = ((3,14×0,120×5,7×104)/(12×1,1×10-2×0,049))×(0,12×10-3)3= = 32,5×106×1,73×10-12 = 0,2022 м3/ч. Суммарный минимальный расход масла Qм.min = Qвт.min + Qвс.min = 0,1752 +0,2022 = 0,3774 м3/ч. (1.64) Максимальный расход Qвт.max = 28×106×(0,1315×10-3)3 =0,2292 м3/ч. Qвс.max = 32,5×106×(0,1315×10-3)3 = 0,2664 м3/ч. Суммарный максимальный расход масла Qм.max = 0,2292 + 0,2664 =0,4956 м3/ч. Следовательно, диапазон расхода масла Qм = (0,3774 ÷ 0,4956) м3/ч. Расчет потерь на трение W =( π×µ×ω×ℓ×d)/(102×4×δ), (1.65) При минимальном значении δвт.min= 0,12мм Wвт.= (3,14×1,1×10-2×3142×0,069×0,123)/(102×4×0,12×10-3)= = 0,394/0,12 = 3,3кВт. При максимальном значении δвт.max. = 0,1315мм Wвт.= (3,14×1,1×10-2×3142×0,069×0,123)/(102×4×0,1315×10-3)= =0,394/0,1315 = 3кВт. 2) Масло «Индустриальное-12». tм = 80оС. µм= 3365×10-6/9,807 = 0,34 ×10-2 Па×с По формуле (1.60) рассчитывается минимальный и максимальный расход масла на всасывании и в уплотнительной втулке: Минимальный расход Qвт.min=((3,14×0,120×1×104)/(12×0,34×10-2×0,01))×(0,12×10-3)3= = 90,8×106×1,73×10-12 = 0,0564 м3/ч. Qвс.min = ((3,14×0,120×5,7×104)/(12×0,34×10-2×0,049))×(0,12×10-3)3= =105,5 ×106×1,73×10-12= 0,066 м3/ч. Суммарный минимальный расход масла Qм.min = 0,0564 +0,066 = 0,01224 м3/ч. Максимальный расход Qвт.max= 90,8×106×(0,1315×10-3)3= 0,0744 м3/ч. Qвс.max= 105,5×106×(0,1325×10-3)3 = 0,0864 м3/ч. Суммарный максимальный расход масла Qм.max= 0,0744 +0,0864 = 0,1608 м3/ч. Следовательно, диапазон расхода масла Qм= (0,01224 ÷ 0,1608) м3/ч. Расчет потерь на трение по формуле (1.65). При минимальном значении δвт.min= 0,12мм Wвтmax=( 3,14×0,34×10-2×3142×0,069×0,123)/(102×4×0,12×10-3)= = 0,118/0,048 = 2,45 кВт. При максимальном значении δвт.max. = 0,1315мм Wвт.min = (3,14×0,34×10-2×3142×0,069×0,123)/(102×4×0,1315×10-3)= = 0,118/0,0536 = 2,21 кВт. 1.6 Уровень унификации и стандартизации перепускного клапана Большой экономический эффект при конструировании машин дают унификация и стандартизация деталей узлов и агрегатов. Унификация состоит в многократном применении в конструкции одних и тех же элементов, что способствует сокращению номенклатуры деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощению эксплуатации и ремонта машин. Унификация конструктивных элементов позволяет сократить номенклатуру обрабатывающего, мерительного и монтажного инструмента. Унификации подвергают посадочные сопряжения (по посадочным диаметрам, посадкам и точности размеров), резьбовые соединения (по диаметрам, типам резьб, посадкам и точности размеров, размерам под ключ), шпоночные и шлицевые соединения (по диаметрам, формам шпонок и шлицев, посадкам и точности размеров), зубчатые зацепления (по модулям, типам зубьев и точности размеров), фаски и галтели (по размерам и типам) и т. д. Унификация оригинальных деталей и узлов может быть внутренней (в пределах данного изделия) и внешней (заимствование деталей с иных машин данного или смежного завода). Степень унификации оценивают коэффициентом унификации, который для перепускного клапана с пружинно-мембранным исполнительным механизмом будет определяться по формуле (1.66) , (1.66) где Zун. — число унифицированных деталей; Z — общее число деталей изделия. Почти в каждой специализированной проектной организации стандартизируют типовые для данной отрасли машиностроения детали и узлы. Стандартизация ускоряет проектирование, облегчает изготовление, эксплуатацию и ремонт машин и при целесообразной конструкции стандартных деталей способствует увеличению надежности машин. Стандартизация дает наибольший эффект при сокращении числа применяемых типоразмеров стандартов, т. е. при их унификации. В практике проектных организаций эта задача решается выпуском ограничителей, содержащих минимум стандартов, удовлетворяющих потребностям проектируемого класса машин. Заводская стандартизация и унификация содействуют уменьшению номенклатуры материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, упрощают планирование производства, сокращают объем документации, применяемой на заводе, упорядочивают ее обращение, облегчают снабжение. Степень стандартизации оценивают коэффициентом стандартизации. Степень стандартизации перепускного клапана с пружинно-мембранным исполнительным механизмом будет определяться по формуле (1.67) , (1.67) где Nс — число стандартных деталей; N — общее число деталей в изделии. Характер и направления работы в области заводской стандартизации зависят от ряда факторов: особенностей изготовляемой на предприятии продукции, масштабов ее производства (массовое, серийное или индивидуальное), форм специализации предприятия (предметное или технологическое) и др. Задачей стандартизационного контроля является обеспечение внедрения государственных, отраслевых и заводских стандартов в производство. Стандартизационный контроль способствует максимальному применению в технической документации стандартных и унифицированных материалов, конструктивных элементов, деталей и узлов, а также строгому соблюдению правил, норм и требований, регламентированных стандартом. Он является действенным средством повышения качества технической документации, сокращения трудоемкости проектно-конструкторских и проектно-технологических работ и количества применяемых в производстве чертежей и других документов. Основными элементами стандартизационного контроля являются: контроль применения стандартных деталей, узлов, элементов и проверка, и, главное, рекомендации по использованию возможностей унификации и конструктивной преемственности в разрабатываемых конструкциях. Таким образом, стандартизационный контроль несет в себе функции не только контроля, но и функции информации и внедрения рациональных решений многих технических задач. Размер файла: 577,2 Кбайт Фаил: 
(.rar)
Скачано: 2 Коментариев: 0 |
||||
Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них. Опять не то? Мы можем помочь сделать! |
||||
Вход в аккаунт:
Страницу Назад
Cодержание / Нефтяная промышленность / Расчетная часть-Расчет винтового Центробежного компрессора 7ВКГ-50/7-Курсовая работа-Дипломная работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
Вход в аккаунт: