ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 151
Скачиваний: 0
ная 4 и воздухопроводящая 5. Внутри цилиндра 1 имеется труба 6
с |
напорным клапаном 7. Воздухопроводящая труба 5 соединяется |
с |
воздухосборником компрессора через особое приспособление, |
в котором установлен трехходовой кран 8. Этот кран служит для управления подачи воздуха в цилиндр.
При положении «а» пробки крана сжатый воздух поступает через трубы 5 в цилиндр и вытесняет из него воду через трубы 4. При положении крана «б» сжатый воздух уходит из цилиндра и
Рис. 221. П огруж ной насос зам ещ ения.
труб 5 в атмосферу, а освобождающееся пространство заполняется водой. При периодической подаче воздуха происходит периодиче ская подача воды из скважины. Управление крана 8 осущест вляется рычагом и особой поплавковой камерой. Эти водоподъем ники безотказно поднимают воду, богатую механическими приме сями, но они относительно малопроизводительны и расходуют много сжатого воздуха. Высота подъема жидкости определяется давлением сжатого воздуха.
Эрлифты
Схема этого водоподъемника показана на рис. 222. В скважину опускаются две колонны труб, одна из них 1 является водоподъем ной, а вторая 2 — воздухопроводной. В нижней части труба 2 имеет перфорированный участок 3, называемый смесителем. Расстояние Н от центра смесителя до уровня воды называется глубиной погру жения эрлифта, а расстояние h от уровня воды до уровня излива воды — высотой подъема.
Принцип работы водоподъемника заключается в вытеснении столбом воды высотой Н столба смеси воды с воздухом высотой
H + h; кроме того, пузырьки воздуха, движущиеся вверх вместе с жидкостью, при расширении работают как элементарные поршни. Чем больше в воду вводится воздуха, тем смесь получается легче и тем выше она поднимается в трубе 1. При определенном насыщении смеси воздухом она поднимается до уровня резервуара 4, где из воды выделяется воздух. Различают две системы этого водоподъем ника: нагнетательную и всасывательно-нагнетательную.
Первая система благодаря своей простоте пользуется наиболь шим распространением, хотя она обладает низким коэффициентом полезного действия и при ней необходимо погружение смесителя значительно ниже уровня воды и сравнительно высокое давление сжатого воздуха.
При нагнетательной системе сжатый воздух от компрессора 1 (рис. 223), приводимого в движение двигателем 2, поступает по трубо проводу 3—4 в воздухосборник 5, из которого по трубопроводу 6—7
направляется |
к |
устью скважины |
8. |
Далее |
воздух |
в |
скважине |
|||||
9 движется |
по трубопроводу |
10 |
до |
смесителя 11. |
Выходя из |
от |
||||||
верстий этой камеры, воздух, |
смешиваясь |
с |
водой, |
поступает |
че |
|||||||
рез трубопровод |
12—13 |
в |
резервуар |
15. |
Выделяющийся |
из |
||||||
смеси воздух удаляется из |
резервуара |
15 через трубку |
16 |
в атмо |
сферу, а вода из резервуара через всасывающий трубопровод 14 перекачивается в напорный резервуар насосом второго подъема 17. Непосредственная подача воды эрлифтом в напорный резервуар невыгодна.
При расчете эрлифта определяют: расход воздуха, глубину по гружения смесителя, давление воздуха и размер обеих колонн труб.
Если высота подъема жидкости h в м, глубина погружения сме сителя Н в м, давление воздуха при входе в смеситель р г кгс/см2, давление воздуха при изливе р о кгс/м2, то объем воздуха (приведен ного к одной атмосфере), потребный для подъема 1 м3 жидкости, Ѵо в м3 определяется по формуле
Уо = |
kh |
м° |
(122) |
Я + 1 0 |
23 lg |
lü |
|
Расход воздуха на подъем воды объемом Q определяется по фор муле
|
V = QV0 |
khQ |
м3/ч. |
(123) |
|
|
|
f f + 10 |
|||
|
|
23 lg |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения величины к можно |
пользоваться |
эмпириче |
|||
ской |
формулой |
|
|
|
|
|
к = 2,17 + 0,0164/і. |
|
(124) |
||
Значение V о можно приблизительно |
определить по |
графику |
|||
(рис. |
224). |
|
|
|
|
Глубина погружения смесителя зависит от высоты |
подъема |
жидкости и определяется но формуле |
|
* = Х |
(125) |
Чем больше х, тем меньше расход воздуха на подъем 1 |
м3 воды; |
с другой стороны, чем больше х, тем глубже надо опускать смеси тель и тем больше надо повышать давление воздуха. Поэтому, исходя из экономических соображений, с увеличением динамического уровня значение х уменьшают. Средние значения величин х в зависимости от h приведены на графике рис. 224, б.
|
|
Рис. 224. Д иаграм м ы |
д л я |
расчета |
эрлиф та, |
|
|
а — диаграмма для определения количества |
воздуха |
в зависимости от вы |
|
||||
соты |
подъема; б — диаграмма для |
определения рациональной глубины по |
|
||||
|
|
гружения смесителя. |
|
|
|
||
Уточненные |
значения а:, соответствующие |
наибольшему к. и. д., |
|||||
определяются в каждом отдельном случае опытным путем. |
|
||||||
Давление воздуха у компрессора должно быть |
больше |
на |
|||||
величину |
Ар |
кгс/см2, которая |
показывает напор |
на преодоление |
всех сопротивлений по пути движения воздуха от компрессора до смесителя (ориентировочно 0,75—1 кгс/см2).
Водоподъемные |
и |
воздухопроводные трубы эрлифта устанавли |
|
ваются в скважине |
в |
следующих трех вариантах: |
|
а) рядом, при |
этом |
воздух и смесь перемещаются по круговым |
сечениям соответствующих труб (см. рис. 223, б); б) концентрически с центральным подводом воздуха, причем
движение воздуха происходит по круговому сечению воздухопро вода, а смеси по кольцевому сечению;
в) концентрически с центральным отводом смеси, при этом дви жение воздуха происходит по кольцевому сечению.
Нормальная работа подъема смеси в значительной степени зави сит от правильно выбранной скорости ее движения по трубопроводу. Поскольку по мере подъема смеси по трубам ее секундный объем меняется (вследствие расширения воздуха), то меняется и скорость
движения смеси. На уровне смесителя скорость составляет от 1,5 до 3,5 м/с, а у излива 6—12 м/с.
Число отверстий смесителя выбирается с таким расчетом, чтобы сумма проходных сечений всех отверстий была в 1,5—2 раза больше
сечения |
|
воздухопровода; |
|
|
|
|
|||||||
расстояние |
между |
отвер |
|
|
|
|
|||||||
стиями |
в |
среднем |
равно |
|
|
|
|
||||||
10—15 мм. |
|
|
|
|
|
уста |
|
|
|
|
|||
При |
|
эрлифтных |
|
|
|
|
|
||||||
новках могут применяться |
|
|
|
|
|||||||||
обычные |
|
|
компрессорные |
|
|
|
|
||||||
станции |
|
|
(станционарные |
|
|
|
|
||||||
или передвижные), однако |
|
|
|
|
|||||||||
необходимо |
|
принимать |
|
|
|
|
|||||||
меры |
по |
|
маслоулавлива- |
|
|
|
|
||||||
нию |
до |
поступления |
воз |
|
|
|
|
||||||
духа |
в |
|
скважину; |
для |
|
|
|
|
|||||
этого |
после |
воздухосбор |
|
|
|
|
|||||||
ника |
|
|
устанавливаются |
|
|
|
|
||||||
маслоотделители. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Гидроэлеваторы |
|
|
|
|
|
|||||||
Гидроэлеваторы |
|
отнсг |
|
|
|
|
|||||||
сятся |
к |
|
струйным |
|
водо |
|
|
|
|
||||
подъемникам, |
в |
которых |
|
|
|
|
|||||||
жидкость |
|
из |
источника |
|
|
|
|
||||||
подается |
на |
|
поверхность |
|
|
|
|
||||||
земли за счет передачи ей |
|
|
|
|
|||||||||
энергии водяным потоком, |
|
|
|
|
|||||||||
подаваемым |
насосом |
с по |
|
|
|
|
|||||||
верхности земли |
в особую |
|
|
|
|
||||||||
камеру |
трубной |
колонны |
|
|
|
|
|||||||
внутри скважины. |
|
водо |
Рис. |
225. |
Схема |
водоподъемника — гидро |
|||||||
Наземная |
|
часть |
|
||||||||||
подъемника |
состоит |
(рис. |
|
|
|
элеватора. |
|||||||
я — гидроэлеватор; б — схема установки гидроэле |
|||||||||||||
225) |
из |
|
центробежного |
ватора |
на скважине: |
1 — всасывающая труба с к л а |
|||||||
насоса |
с |
электродвигате |
паном; |
2 — отверстие для подачи воды к соплу из коль |
|||||||||
цевого зазора; з — сопло; 4 —. камера смещения; 5 — |
|||||||||||||
лем, |
напорного |
и |
|
пере |
диффузор; 6 — напорная труба; 7 — наружная труба; |
||||||||
|
8 — насос; |
9 — скважина; 10 — задвижка для ре |
|||||||||||
пускного трубопроводов и |
гулирования подачи воды в скважину; 11 — задвижка |
водосборника (резервуара). |
для регулирования подачи воды в сеть. |
|
Внутри скважины устанавливается двойная концентрическая колонна труб. К верхней части наружной трубы присоединяется перепускной трубопровод, а внутренняя колонна верхним концом присоединяется к всасывающему фланцу насоса.
В нижней части наружной колонны установлена камеры 4 с соп лом 3 и диффузором 5 (расширяющийся кверху канал); ниже камеры присоединяется всасывающая труба; выше диффузора присоединяется внутренняя трубная колонна 6.
Поток воды, подаваемый насосом, вытекая из сопла с большой скоростью, создает подсос жидкости из скважины через всасыва ющую трубу 7; в диффузоре 5 происходит преобразование части ско ростного напора в манометрический, благодаря чему насос через внутреннюю трубу поднимает воду на высоту, в несколько раз большую обычной (7—8 м) высоты всасывания. Часть воды Qn по выходе из насоса направляется в водосборник, а часть воды Qp через обходной трубопровод поступает в кольцевой канал трубной колонны 7 в скважину для работы в смесительной камере.
|
Таким образом объем воды Qp, подаваемый |
насосом, в сква |
|||
жину, является «рабочим». |
|
|
|
||
к |
Отношение |
количества воды Qn, направляемой в водосборник, |
|||
количеству |
всей поднимаемой насосом |
воды |
Qo = |
Qn -j- Qp, т.е. |
|
является показателем эффективности по |
производительности *. |
||||
из |
Коэффициент полезного действия по мошности |
определяется |
|||
отношения |
|
|
|
|
|
|
|
11=='o f î h ’ |
|
|
(126) |
где Н — полная высота подъема в м вод. ст. (от динамического уровня до уровня излива на поверхности земли); Q„ — количество отводимой воды в водосборник; Qо — количество всей воды, пере качиваемой насосом; Но — напор, развиваемый насосом, в м вод. ст.
При динамических уровнях около 10—15 м к. и. д. составляет около 40—30%, а при 20—30 м он понижается до 20—15%.
При производительности водоподъемника около 10—15 м3/ч диаметр камеры смешения составляет около 20—25 мм.
* *?п _ |
Q o |
Q o |
Q n + Q p |