UDC 621,65: 532,529
TURBOMASE PENTRU POMPAREA AMESTECURILOR LICHIDE CU GAZE
Evtushenko A.A. Cand. tehn. Științe, Conf. Kolisnichenko E.V. asp.; Sapozhnikov S.V. Cand. tehn. științe
Universitatea de Stat din Sumy
Problema pompării amestecurilor gaz-lichid (GLU) a apărut de mult și este importantă pentru multe industrii. Abordările lor la soluția sa sunt căutate atât de specialiști în domeniul construcției compresoarelor [1], cât și de specialiști în domeniul construcției pompelor [2]. În acest articol, ne vom concentra pe stadiul acestei probleme în domeniul construcției pompelor, pe baza experienței Departamentului de Hidromecanică Aplicată (PGM) din Universitatea de Stat din Sumy
(SSU).
Ca parte a rețelelor hidraulice moderne, cele mai utilizate echipamente de pompe este principiul hidrodinamic al funcționării. Dacă folosim convențional [3] pentru pompele cu palete ca factor de viteză (ns) al părții lor de curgere, atunci acesta este intervalul de parametri cu 35 £ ns £ 1200. Se știe că eficiența maximă a pompelor cu palete este atinsă la n s »150, în timp ce la ns = 35 este aproximativ h» 35-40%. Regiunea cu ns mai mici este în mod tradițional domeniul parametrilor pompelor tip volum. Cu toate acestea, costul ridicat al acestora, precum și fiabilitatea redusă a lucrărilor în ansamblul lor și, în special, a hidrometriei, nu se potrivesc cel mai des organizațiilor de exploatare.
În comparație cu pompele de volum, pompele cu vane sunt lipsite de aceste neajunsuri în cazul pompării GLU, dar au un număr propriu, incluzând eficiența scăzută și eșecul parametrilor cu conținut de gaz excesiv în mediul pompat.
Problema întreruperii parametrilor este relevantă pentru toate pompele cu palete. Conform manifestărilor externe, această caracteristică este identică cu fenomenul mai investigat - defecțiunea de cavitație a parametrilor pompei. Discontinuitatea considerată a parametrilor conduce la o pierdere completă a performanțelor rețelei hidraulice, care implică cel mai adesea pierderi economice care depășesc în mod substanțial costul echipamentelor de pompare utilizate în compoziția sa.
Pentru a preveni pierderea utilității rețelelor hidraulice care funcționează pe amestecuri gaz-lichide, de regulă, se utilizează echipamente de pompare speciale echipate cu unități structurale suplimentare [4]. Utilizarea sa face posibilă excluderea cazurilor specificate de pierdere a eficienței, dar în același timp conduce la creșterea costurilor și la scăderea fiabilității în funcționarea acestor rețele.
Pomparea GLM necesită o gamă largă de modificări ale presiunii și vitezelor de alimentare a echipamentului de pompare utilizat, deci este nevoie de pompe cu valori diferite ale coeficientului de viteză. Având în vedere necesitatea de a asigura cel puțin un nivel relativ ridicat al eficienței lor, se pune problema utilizării pompelor în condiții de funcționare specificate, cu design diferit al părții lor de curgere.
Caracteristicile acestor pompe cu diferite fracțiuni nule b au fost obținute prin îndepărtarea caracteristicilor parțiale de pe domeniul de funcționare de feed-uri la 0,6Q0, 0,7Q0, 0,85Q0, Q0, 1,1Q0. Cantitatea de aer lasa la crescut pentru a opri fluxul pompei (o cantitate de alimentare atinge conținutul critic de gaz). Pentru a evalua influența gazului utilizat pentru a pompa raporturi de presiune adimensionali raport caracteristic (y), alimentarea (j), de ieșire (m) și eficiența (h) coeficienții adimensionali ai acestor parametri, la punctul de eficiență maximă obținută atunci când se utilizează pompa într-un fluid curat.
Factorii de presiune, alimentare, putere și eficiență fără dimensiuni în modul optim pentru aceste pompe atunci când funcționează pe lichid pur sunt prezentate în tabel.
Modificarea parametrilor acestor pompe la punctul optim, în funcție de conținutul de gaz, este prezentată în Fig. 1-3.
Riunok. 1 - Schimbarea parametrilor tipului "Turo" al SVR în modul optim cu modificarea conținutului de gaz
Figura 2 - Schimbarea parametrilor pompei CB cu un PK cu două lame în modul optim cu o modificare a conținutului de gaz
Figura 3 - Schimbarea parametrilor CB ale unei pompe cu o singură lamă RC în modul optim cu o schimbare a conținutului de gaz
Se poate observa din figuri că valoarea maximă a conținutului de gaz critic volumetric pentru tipul "Turo" al SVR este bcr = 0,45,
Pompa CB cu brat RK-bcr = 0,32, pompa CB cu o singură lamă RK atinge bcr = 0,5.
Cu o creștere suplimentară a cantității de fază gazoasă în amestec, parametrii pompelor cad. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, odată cu scăderea densității amestecului gaz-lichid pompat, deoarece cantitatea de gaz din el crește, structura amestecului se schimbă. În prezent se consideră că întreaga varietate de structuri de amestecuri gaz-lichide poate fi redusă la patru grupe principale (Figura 4):
a) fluxul de bule - faza gazoasă sub formă de bule separate de diferite mărimi și forme este distribuită uniform în mediul fluid (Figura 4a), care este un mediu de dispersie;
b) Pluta (beaded) sau curgerea slug - parte a bulelor de gaz este drenat și ocupă aproape întreaga secțiune transversală a tubului bule mari formate au o formă caracteristică și snaryadoobraznuyu urmează conducta unul în spatele celuilalt, separate printr-un strat de amestec lichid-lichid sau gaz (Fig 4b).
c) debitul inelar (axial) (modul tije) - pe pereții conductei există un strat de lichid sau film în mișcare, un flux de gaz se mișcă în centrul conductei (figura 4c);
d) debit dispersat (regim de ceață) - întreaga secțiune transversală a tubului este ocupată de un curent de gaz cu picături suspendate de lichid (figura 4d).
Aceste regimuri sunt, într-un anumit sens, idealizate și într-o formă pură sunt foarte greu de obținut. În practică, se întâlnesc cel mai adesea așa-numitele regimuri de tranziție: înveliș bule, coajă și inel etc. Tranziția de la un regim la altul are loc, ca regulă, cu creșterea debitului de debit al gazului [10].
Datorită vizualizarea fluxului de lucru tip CBH «Turo», sa constatat că creșterea parametrilor pompei sunt primele moduri de curgere GLM, adică. E. Atunci când există un flux de bule, iar faza inițială a bubble-melc.
Pe măsură ce faza gazoasă din amestec crește, are loc o tranziție la curentul proiectil. În acest caz, bulele de gaz cresc, ceea ce duce la o scădere a secțiunii de ieșire a pompei și, prin urmare, la o scădere a parametrilor acesteia.
Odată cu creșterea în continuare a cantității de gaz în GLM trecerea la regimul de curgere inelar, ceea ce duce la blocarea ieșirii în creștere «Turo» EHV adică pompe de alimentare de tip canal cu bule de aer este întreruptă - .. Phenomenon parametrii defalcare.
Deoarece în cursul studiilor de funcționare a unei pompe centrifuge cu rotoare cu una și două bile nu a fost utilizat modul de vizualizare a procesului de lucru, locul de unde este blocat bulele de gaz în acest caz rămâne incert.
Pe baza lucrărilor prezentate, se pot trage următoarele concluzii:
1) amestecul gaz-lichid, cel puțin studiat în domeniul echipamentelor de pompare a echipamentului de pompare, intervalul de viteză - 60 £ ns £ 300;
2) sa stabilit că acest domeniu poate fi umplut prin utilizarea unor pompe cum ar fi tipul Turo (60 £ n n £ 130) și pompele centrifuge cu un număr mic de lame (130 £ n s £ 300);
3) Valoarea maximă determinată de conținutul de gaz volumetric critic al acestor pompe: pentru EHV de tip «Turo» este BTR = 0,45, două lame pompă CB RC - BTR = 0,32, cu o CB singură pompă de palete RC - btr = 0,5;
4) există trei etape de funcționare a tipului TIN de SHS:
a) inițial - există o creștere a parametrilor pompei comparativ cu un lichid pur, care se datorează unei scăderi a densității amestecului;
b) scăderea parametrilor apare ca urmare a modificării structurii de curgere, precum și a creșterii dimensiunilor bulelor de gaze, ca urmare a diminuării secțiunii transversale a pompei;
c) discontinuitatea aprovizionării apare ca urmare a blocării secțiunii de ieșire a explozivului de tip TUV cu bule de gaz în creștere;
5) pentru a determina secțiunea transversală în care are loc exact procesul de blocare într-o pompă centrifugală cu rotoare cu una și două bile, este necesară vizualizarea procesului de lucru al acestei pompe.
Articolul justifică selectarea pompelor cu turbionare liberă de tip "Turo", precum și a pompelor centrifuge cu număr mic de lame, pentru a studia funcționarea acestora în cazul amestecurilor gaz-lichid. Sunt prezentate rezultatele cercetărilor acestor pompe.
LISTA REFERINȚELOR
1. Grigoriev a pompei de vid vid de tip RUTS // Creșterea nivelului tehnic, fiabilității și durabilității compresoarelor și a unităților de compresor // Tez. rep. VII All-Union. științifice și inginerie. Conf. - Kazan, 1985. - 142 cu.
2. Pomparea amestecurilor gaz-lichid cu pompe dinamice
// Праці II al Republicii. Stiinte: -Techn. Conf. "Gidroaereomekhanika în practica de inginerie". - Cherkasi: ЧІТІС. 81-86.
3. Pompele Malyushenko. Teorie, calcul și proiectare. - M. Machine Building, 1977. - 288 p.
4. Pompe Karakhanyan pentru pomparea substanțelor neabrazive, a masei fibroase și a suspensiilor cu gazos. // Calitatea și eficiența echipamentelor de pompare // Proceedings of VNII Gidromash, 1984. - P. 3-16.
5. Kikuyama K, Minemura K. și alții. Efectele aerului antrenat asupra performanței pompei turbionare. - Proc. Al 8-lea Conf. Fluid Mach. Voi. 1, Budapesta, 1987. p. 358-365.
8. Kolisnichenko fluxul de gaz-lichid în două faze
privind caracteristicile unei pompe centrifuge cu un număr mic de lame // Sb. Scien. lucrări. - Harkov: Institutul de probleme de inginerie mecanică. NAS din Ucraina - T. 2. - P. 539-542.
9. Murakami M. și altele. Efectele pompelor antrenate în condiții de cavitare. - Buletinul JSME. Voi. 23, Nr. 000 - 1986. -
R.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: