ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 42
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
қолданылмайды, себебі айнымалы ток желісінен тұрақты токты алу түрлендіргіштердің орнатылуымен және үлкен капиталдық шығындармен байланысты.
Айнымалытокқозғалтқыштары.Ортадан тепкіш сорғылардың басқарылатын электржетегіне асинхронды айнымалы ток қозғалтқышын қолданған тиімді, себебі сенімділігі жоғары және бағасы қолайлы.
Динамикалық сорғылар. Олардың конструктивтік
ерекшеліктері және техникалық сипаттамалары.
Динамикалыққа, сұйық кіре беріс (соратын) және шыға беріс (айдайтын) құбырлармен тұрақты қатынасатын тұғырдағы күштік әсердің салдарынан қозғалатын сорғылар жатады. Бұл сорғылар тұрақты беріліспен (көлемдіктердегідей үлестік емес) және қақпақшаларының жоқтығымен сипатталады.
Сұйыққа күштік әсерінің түріне байланысты, динамикалық сорғылар, күрекшелі (лопасты) үйкеліс сорғылары және электромагнитті болып бөлінеді. Кеніштік сутөкпе жүйелерінде ортадан тепкіш күрекшелі сорғылар кең қолданыс тапты. Енді олардың конструкцияларының ерекшеліктерін және жұмысын қарастырайық.
Олардың топталуы (-суреттегі) схемада келтірілген.
Ортадан тепкіш сорғылар
Орташа тепкіш сорғылардың топталуы
Ортадан тепкіш сорғының құрылымы
Подшипниктерге сүйенген білікке шпокалар арқылы жұмыстық дөңгелектер бекітіліп, Білікпен бірге сорғының роторынқұрайды. Әкелетін құбырдан сұйықарнайы кіре беріс элемент арқылы жұмыстық дөңгелекке кіріп, онда белгілі энергия қорына ие болады (арын). Көп сатылы секциялы сорғының жұмыстық дөңгелегінен сұйық бағыттағыш аппаратқа түсіп, онда динамикалық арын жартылай статикалыққа түрленеді. Одан әрі сұйық келесі дөңгелекке түседі де арыны көтеріледі және т.с.с. соңғы дөңгелектен сұйық спиралбды шыға беріс элементке және айдағыш құбыр арқылы арындық құбыр өткізгішке түседі.
Сорғы қорабынан шығатын жерлерде білік тығыздағышты қысатын втулкалармен тығыздалады. Сорғы білігі қозғалтқыш білігімен қоспа арқылы жалғасады.
Сорғылардағы тығыздағыштар сорғы өнімділігін төмендетуге соқтыратын сұйық жоғалыстарын болдырмау үшін және атмосфералық ауаның білік өтетін жерден – сорғының соратын жағына енуінің алдын алу үшін қажет.
Сорғы білігі шығатын жерлердегі тығыздағыш құрылымдар – жанаспа үйкелістегі механикалық тығыздағыштар (сальниктер). Соратын жақтағы тығыздағыш сорғының ауа сормауын, ал айдайтын қақпақтағы тығыздағыш, кетпеуін қамтамасыз етеді. Бұл тығыздағыштар қабысуға қарсы құраммен өңделген жұмсақ материал жібінен (мақта-мата, пенька, асбест) сақина секілді орындалады. Білік айналған кезде оның тығыздағыш пен үйкелісінен пайда болатын жылуды әкету үшін сальник сұйықтың кейбір бөлігін өткізуге тиісті. Механикалық тығыздағыштардан басқа сору жағында сұйықтық тығыздағыш-сұйықтық затвор бар.
Сорғының секциялық қорабы ортақ конструкцияға тартқыш қарнақтармен жиналған.
Жұмыстық дөңгелектер жабық және ашық болуы мүмкін. Жабық дөңгелектер арасында күрекшелер орналасқан екі дискі бар (алдыңғы және артқы). Дискілер, күрекшелер және білікке қондырылатын втулка бірге құйылады. Ашық жұмыстық дөңгелектерде күрекшелі бір-ақ диск втулкасымен болады.
Беріктік шарты бойынша дөңгелек дискілері втулкаға қарай жуандайды. Шахтылық сорғылардың жұмыстық дөңгелегінің диаметрі әдетте 800мм-ден аспайды. Жұмыстық дөңгелектің шыға беріс диаметріндегі айналыс жылдамдығы 35-40м/с-ті құрайды.
Жұмыстық дөңгелек күрекшелері артқа қарай 145-1500-бұрышпен иіледі. Олар шеңбер доғасымен немесе логарифмдік спираль бойынша бейнеленеді және қалыңдығы 3-8 мм болып келеді.
Күрекшелер саны көп болған сайын дөңгелектегі су қозғалысы дұрысталады, бірақ олар тым көп болса сұйықтық жоғалыстар молаяды. Әдетте дөңгелекте 6-9 күрекше болады.
Ашық жұмыстық дөңгелектерді ластанған сұйықтарды айдағанда қолданған ұтымды.
Қышқылсыз сұйықтар үшін жұмыстық дөңгелектер, шойыннан немесе көміртекті болаттан құйылып жасалады, қышқылды сұйықтар үшін-хром мен никельмен дәнекерленген болаттардан, хроммен цементтелінген шойыннан, қышқылға төзімді қола мен пластмасалардан жасалады.
Жұмыстық дөңгелектен су 50м/с-ке дейін жоғары жылдамдықпен шығатындықтан (ал арын жоғалысын төмендету үшін сорғы арналарындағы жылдамдық 5 м/с-тен аспауға тиісті), спиральды шыға беріс және күрекшелі бағыттағыш аппараттар қолданылады.
Сорғыларда сақиналы майланатын және қола немесе бабитті вкладыштармен сырғыма подшипниктер, шарикті немесе роликті сағыз немесе пластмассалы (оларда майлағыш ретінде су қызмет етеді) подшипниктер қолданылады.
Ортадан тепкіш сорғының сору биіктігі.
Кавитация құбылысы және олармен күресу әдістері
Сұйықтың сорғыға сорылу жағдайы оның жұмыс кестесіне айтарлықтай әсер етеді.
Сорғы құдықтағы су деңгейінен жоғары, яғни оң геометриялық сору биіктігі немесе су деңгейінен төмен, яғни теріс сору биіктігіне орналасуы мүмкін.
Сору үрдісі Бернулли теңдеуін пайдаланып қарастырайық (15-сурет).
Z1 +
+ 
= Z2 + 
+ 
+ h1-2 . (3.1)
Біздің жағдайымызда
Z1 = 0 Z2 = hвc
p1 = pa p1 = Pвx
ν1 = 0
2 = νT
Онда
=hвс + 
+ 
+ hW1-2 (3.2)
hвс =
- - 
– hW1-2 (3.3)
мұндағы
hW1-2 = ƛ
+ Σξ
(3.4)
Осылайша
Hвс =
- 
- 
– ( ƛ
+ Σξ) (3.5)
Сонымен төмендегідей тұжырым жасауға болады. Сору биіктігі бірінші кезекте атмосфералық қысымның мәніне, яғни сору стансасының теңіз деңгейіне салыстырмалы орналасуына байланысты.
Осылайша теңіз деңгейіндегі теориялыө мүмкін болатын сору биіктігі 10,3 м су бағанасы болып табылады. Сорғылық қондырғы теңіз деңгейінен биікте орналасқанда, рұқсат етілетін сору биіктігі едәуір төмендеуі мүмкін.
Сору биіктігіне айдайтын сұйықтың қызуы айтарлықтай әсер етеді, себебі қызудың өзгеруіне байланысты Pвх-да өзгереді және сору биіктігі тез төмендейді.
Жұмыстық дөңгелектің күрекшелеріне кіре берістегі сұйықтың абсолютті қысымы Pвх, бу пайда болу қысымынан төмен болуы мүмкін. Бұл бумен толтырылған қуыстардың пайда болуына мүмкіндік жасайды.
Мүмкін болатын сору биіктігіне соратын құбырдағы кедергі мәні
(ƛ
+ Σξ) 
айтарлықтай әсерін тигізеді. Оны төмендетуге бірінші кезекте соратын құбырдағы су қозғалысының жылдамдығын төмендету арқылы қол жеткізуге болады. Осы мақсатта соратын құбырдың диаметрі сорғыларда әлбетте айдайтын құбырдікінен үлкен етіліп қабылданады. Сонымен қатар алынған байланыстарды талдау, соратын құбырдың ұзындығы барынша төмен және онда барынша аз жергілікті кедергілер болу керектігін көрсетеді.
Д.Бернулли теңдеуінен келесіні аламыз.
= 
– (hвс + 
+ Σξ
) (3.6)
мұндағы hвс +
+ Σξ
қосындысы сорудың вакууметриялық биіктігі деп аталады (hвс.вак). Оны сорғының сору желісіне қойылған вакууметрдің көрсеткіші бойынша анықтауға болады.
Осылайша
= – hвс. вак (3.7)
Жоғарыда көрсетілген факторлардан басқа сору биіктігіне кавитация құбылысымен байланысты тағы бір фактор әсер етеді.
Енді осы құбылысты қарастырамыз.
Кавитация – тізбектеле өтетін және өз ара әсер ететін көпіршіктердің күрделі түрі. Кавитация айдалатын сұйықтағы еріген газдардың көбікшелер бөлуі, сұйықтың жұмыстық дөңгелек күрекшелерін айналып өту ерекшеліктері және соған байланысты күрекшедегі қысымның дөң және жайпақ бөліктеріндегі біркелкісіздігімен сипатталады.
Сұйықтағы ең төмен қысым t – қызуындағы сұйық буының серіппелігіне (Pt) тең. Егер сорғыға кіре берістегі сұйық қысымы Pt – мәніне дейін төмендесе, онда одан еріген газдардың көбікшелері бөліне бастайды – ол “қайнайды”.
Бұл көбікшелер, күрекшелердің дөң және жайпақ жақтарындағы қысымдардың айырмашылығына байланысты түйір ағымының циркулиялық қозғалысынан ( дөң жақтан) жоғары қысым аймағына (жайпақ жаққа) ауысады.
Жоғары қысым аймағында газ көбікшелері конденсатталады (олар жарылады). Газ көбікшелерінің конденсатталуының аяқталу сәтінде пайда болған вакуум аймағына сұйық түйіршіктері жоғары жылдамдықпен ұмтылады және күрекше бетіне соқтығысқанда әп-сәтте тежеледі. Бұл ретте сқйық түйіршіктерінің кинетикалық энергиясы серіппелі деформация энергиясына көшеді. Бұл ретте сұйық деформациясы елеусіз болғандықтан, сұйықтық соққы құбылысы пайда болады. Жоғалған жылдамдықтың әрбір м/с- ды қысымды шамамен 1 МПа-ға көтереді. Қысым көбеюімен кері толқын пайда болады, онда қысым күрт төмендейді және сұйық қайталап “қайнап”, одан кейін тағыда конденсатталуы мүмкін.
Айнымалытокқозғалтқыштары.Ортадан тепкіш сорғылардың басқарылатын электржетегіне асинхронды айнымалы ток қозғалтқышын қолданған тиімді, себебі сенімділігі жоғары және бағасы қолайлы.
Динамикалық сорғылар. Олардың конструктивтік
ерекшеліктері және техникалық сипаттамалары.
Динамикалыққа, сұйық кіре беріс (соратын) және шыға беріс (айдайтын) құбырлармен тұрақты қатынасатын тұғырдағы күштік әсердің салдарынан қозғалатын сорғылар жатады. Бұл сорғылар тұрақты беріліспен (көлемдіктердегідей үлестік емес) және қақпақшаларының жоқтығымен сипатталады.
Сұйыққа күштік әсерінің түріне байланысты, динамикалық сорғылар, күрекшелі (лопасты) үйкеліс сорғылары және электромагнитті болып бөлінеді. Кеніштік сутөкпе жүйелерінде ортадан тепкіш күрекшелі сорғылар кең қолданыс тапты. Енді олардың конструкцияларының ерекшеліктерін және жұмысын қарастырайық.
Олардың топталуы (-суреттегі) схемада келтірілген.
Ортадан тепкіш сорғылар
| Конструкциясы бойынша | | Арыны бойынша | | Білігінің орналасуы бойынша | | Сұйықты әкелу тәсілі бойынша | ||
| 1. Бітеу қорапты | | 1. Төмен арынды (100м-ге дейін) | | 1. Жазық | | 1. Бір жағынан әкелінетін | ||
| 2. Секциялы | | 2. Орташа (100-300м) | | 2. Тік | | 2. Екі жағынан соратын | ||
| 3. Көлденең жазықтықта қорабы ажырайтын | | 3. Жоғары арынды (1000м және жоғары) | | | | | ||
| | | Айдайтын сұйықтың түріне байланысты | | | ||||
| | | 1. Бейтарап су үшін | | | ||||
| | | 2. Сілтілі су үшін | | | ||||
| | | 3. Қышқылды су үшін | | | ||||
| | | 4. Қатты заттар араласқан су үшін | | | ||||
Орташа тепкіш сорғылардың топталуы
Ортадан тепкіш сорғының құрылымы
Подшипниктерге сүйенген білікке шпокалар арқылы жұмыстық дөңгелектер бекітіліп, Білікпен бірге сорғының роторынқұрайды. Әкелетін құбырдан сұйықарнайы кіре беріс элемент арқылы жұмыстық дөңгелекке кіріп, онда белгілі энергия қорына ие болады (арын). Көп сатылы секциялы сорғының жұмыстық дөңгелегінен сұйық бағыттағыш аппаратқа түсіп, онда динамикалық арын жартылай статикалыққа түрленеді. Одан әрі сұйық келесі дөңгелекке түседі де арыны көтеріледі және т.с.с. соңғы дөңгелектен сұйық спиралбды шыға беріс элементке және айдағыш құбыр арқылы арындық құбыр өткізгішке түседі.
Сорғы қорабынан шығатын жерлерде білік тығыздағышты қысатын втулкалармен тығыздалады. Сорғы білігі қозғалтқыш білігімен қоспа арқылы жалғасады.
Сорғылардағы тығыздағыштар сорғы өнімділігін төмендетуге соқтыратын сұйық жоғалыстарын болдырмау үшін және атмосфералық ауаның білік өтетін жерден – сорғының соратын жағына енуінің алдын алу үшін қажет.
Сорғы білігі шығатын жерлердегі тығыздағыш құрылымдар – жанаспа үйкелістегі механикалық тығыздағыштар (сальниктер). Соратын жақтағы тығыздағыш сорғының ауа сормауын, ал айдайтын қақпақтағы тығыздағыш, кетпеуін қамтамасыз етеді. Бұл тығыздағыштар қабысуға қарсы құраммен өңделген жұмсақ материал жібінен (мақта-мата, пенька, асбест) сақина секілді орындалады. Білік айналған кезде оның тығыздағыш пен үйкелісінен пайда болатын жылуды әкету үшін сальник сұйықтың кейбір бөлігін өткізуге тиісті. Механикалық тығыздағыштардан басқа сору жағында сұйықтық тығыздағыш-сұйықтық затвор бар.
Сорғының секциялық қорабы ортақ конструкцияға тартқыш қарнақтармен жиналған.
Жұмыстық дөңгелектер жабық және ашық болуы мүмкін. Жабық дөңгелектер арасында күрекшелер орналасқан екі дискі бар (алдыңғы және артқы). Дискілер, күрекшелер және білікке қондырылатын втулка бірге құйылады. Ашық жұмыстық дөңгелектерде күрекшелі бір-ақ диск втулкасымен болады.
Беріктік шарты бойынша дөңгелек дискілері втулкаға қарай жуандайды. Шахтылық сорғылардың жұмыстық дөңгелегінің диаметрі әдетте 800мм-ден аспайды. Жұмыстық дөңгелектің шыға беріс диаметріндегі айналыс жылдамдығы 35-40м/с-ті құрайды.
Жұмыстық дөңгелек күрекшелері артқа қарай 145-1500-бұрышпен иіледі. Олар шеңбер доғасымен немесе логарифмдік спираль бойынша бейнеленеді және қалыңдығы 3-8 мм болып келеді.
Күрекшелер саны көп болған сайын дөңгелектегі су қозғалысы дұрысталады, бірақ олар тым көп болса сұйықтық жоғалыстар молаяды. Әдетте дөңгелекте 6-9 күрекше болады.
Ашық жұмыстық дөңгелектерді ластанған сұйықтарды айдағанда қолданған ұтымды.
Қышқылсыз сұйықтар үшін жұмыстық дөңгелектер, шойыннан немесе көміртекті болаттан құйылып жасалады, қышқылды сұйықтар үшін-хром мен никельмен дәнекерленген болаттардан, хроммен цементтелінген шойыннан, қышқылға төзімді қола мен пластмасалардан жасалады.
Жұмыстық дөңгелектен су 50м/с-ке дейін жоғары жылдамдықпен шығатындықтан (ал арын жоғалысын төмендету үшін сорғы арналарындағы жылдамдық 5 м/с-тен аспауға тиісті), спиральды шыға беріс және күрекшелі бағыттағыш аппараттар қолданылады.
Сорғыларда сақиналы майланатын және қола немесе бабитті вкладыштармен сырғыма подшипниктер, шарикті немесе роликті сағыз немесе пластмассалы (оларда майлағыш ретінде су қызмет етеді) подшипниктер қолданылады.
Ортадан тепкіш сорғының сору биіктігі.
Кавитация құбылысы және олармен күресу әдістері
Сұйықтың сорғыға сорылу жағдайы оның жұмыс кестесіне айтарлықтай әсер етеді.
Сорғы құдықтағы су деңгейінен жоғары, яғни оң геометриялық сору биіктігі немесе су деңгейінен төмен, яғни теріс сору биіктігіне орналасуы мүмкін.
Сору үрдісі Бернулли теңдеуін пайдаланып қарастырайық (15-сурет).
Z1 +
+ = Z2 + + + h1-2 . (3.1)Біздің жағдайымызда
Z1 = 0 Z2 = hвc
p1 = pa p1 = Pвx
ν1 = 0
2 = νTОнда
=hвс + + + hW1-2 (3.2) hвс =
- - – hW1-2 (3.3)мұндағы
hW1-2 = ƛ
+ Σξ
(3.4)Осылайша
Hвс =
- - – ( ƛ + Σξ) (3.5)Сонымен төмендегідей тұжырым жасауға болады. Сору биіктігі бірінші кезекте атмосфералық қысымның мәніне, яғни сору стансасының теңіз деңгейіне салыстырмалы орналасуына байланысты.
| Теңіз деңгейінен биіктігі, м | 0 | 500 | 1000 | 2000 |
| P/Pg, м су бағанасы | 10,3 | 9,7 | 9,2 | 8,1 |
Осылайша теңіз деңгейіндегі теориялыө мүмкін болатын сору биіктігі 10,3 м су бағанасы болып табылады. Сорғылық қондырғы теңіз деңгейінен биікте орналасқанда, рұқсат етілетін сору биіктігі едәуір төмендеуі мүмкін.
Сору биіктігіне айдайтын сұйықтың қызуы айтарлықтай әсер етеді, себебі қызудың өзгеруіне байланысты Pвх-да өзгереді және сору биіктігі тез төмендейді.
Жұмыстық дөңгелектің күрекшелеріне кіре берістегі сұйықтың абсолютті қысымы Pвх, бу пайда болу қысымынан төмен болуы мүмкін. Бұл бумен толтырылған қуыстардың пайда болуына мүмкіндік жасайды.
| t0, c: | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
 ; | 0,12 | 0,24 | 0,43 | 0,70 | 1,27 | 2,07 | 3,25 | 4,87 | 7,41 | 10,78 |
Мүмкін болатын сору биіктігіне соратын құбырдағы кедергі мәні
(ƛ
+ Σξ)
айтарлықтай әсерін тигізеді. Оны төмендетуге бірінші кезекте соратын құбырдағы су қозғалысының жылдамдығын төмендету арқылы қол жеткізуге болады. Осы мақсатта соратын құбырдың диаметрі сорғыларда әлбетте айдайтын құбырдікінен үлкен етіліп қабылданады. Сонымен қатар алынған байланыстарды талдау, соратын құбырдың ұзындығы барынша төмен және онда барынша аз жергілікті кедергілер болу керектігін көрсетеді.
Д.Бернулли теңдеуінен келесіні аламыз.
= – (hвс + + Σξ ) (3.6)мұндағы hвс +
+ Σξ қосындысы сорудың вакууметриялық биіктігі деп аталады (hвс.вак). Оны сорғының сору желісіне қойылған вакууметрдің көрсеткіші бойынша анықтауға болады.Осылайша
= – hвс. вак (3.7)Жоғарыда көрсетілген факторлардан басқа сору биіктігіне кавитация құбылысымен байланысты тағы бір фактор әсер етеді.
Енді осы құбылысты қарастырамыз.
Кавитация – тізбектеле өтетін және өз ара әсер ететін көпіршіктердің күрделі түрі. Кавитация айдалатын сұйықтағы еріген газдардың көбікшелер бөлуі, сұйықтың жұмыстық дөңгелек күрекшелерін айналып өту ерекшеліктері және соған байланысты күрекшедегі қысымның дөң және жайпақ бөліктеріндегі біркелкісіздігімен сипатталады.
Сұйықтағы ең төмен қысым t – қызуындағы сұйық буының серіппелігіне (Pt) тең. Егер сорғыға кіре берістегі сұйық қысымы Pt – мәніне дейін төмендесе, онда одан еріген газдардың көбікшелері бөліне бастайды – ол “қайнайды”.
Бұл көбікшелер, күрекшелердің дөң және жайпақ жақтарындағы қысымдардың айырмашылығына байланысты түйір ағымының циркулиялық қозғалысынан ( дөң жақтан) жоғары қысым аймағына (жайпақ жаққа) ауысады.
Жоғары қысым аймағында газ көбікшелері конденсатталады (олар жарылады). Газ көбікшелерінің конденсатталуының аяқталу сәтінде пайда болған вакуум аймағына сұйық түйіршіктері жоғары жылдамдықпен ұмтылады және күрекше бетіне соқтығысқанда әп-сәтте тежеледі. Бұл ретте сқйық түйіршіктерінің кинетикалық энергиясы серіппелі деформация энергиясына көшеді. Бұл ретте сұйық деформациясы елеусіз болғандықтан, сұйықтық соққы құбылысы пайда болады. Жоғалған жылдамдықтың әрбір м/с- ды қысымды шамамен 1 МПа-ға көтереді. Қысым көбеюімен кері толқын пайда болады, онда қысым күрт төмендейді және сұйық қайталап “қайнап”, одан кейін тағыда конденсатталуы мүмкін.