Файл: Фонарев, А. Л. Гидромеханизация и гидротранспорт рыбы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 42
Скачиваний: 0
N = . |
(IV.30r) |
|
яda |
где d — средний эквивалентный диаметр газового пузыря. Приведем уравнение (IV.30) в окончательном виде
(IV.30a), (IV.306), (IV.30b), (IV.30r):
Х = 0 Д 5 в ------- ----------- ^ г - ( о - о 0/) ,/4-<Рс-ш-I’ (IV.31) (1—фс)Б/в D^-d
где d=d\ D — средний относительный эквивалентный ди аметр газового пузыря.
Сила, вызванная перепадом давления на торцах га зового слоя, с учетом стеснения жидкости легкой фазой
[9], |
приближенно равна: |
|
|
|
|
|
||
|
Р = 0 ,1 5 8 — |
|
|
va'U-Pc• - / . |
(IV.32) |
|||
где |
v — вязкость воды; |
|
|
|
|
|
||
|
D ■—■внутренний диаметр трубы эрлифта. |
(IV.31), |
||||||
Из |
равенства |
сопоставляемых |
сил (IV.29), |
|||||
(IV.32) |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 •у0= |
0,158- |
Ъ |
|
Q-VV* |
X |
|
|
|
3 |
(1 — ф с ) 5/8 |
|
ж ~ |
|
|
|
|
|
X [сН- (о—Vq') —Vq |
]. |
|
(IV.33) |
|||
На |
эксплуатационных |
режимах |
работы |
подъемника |
||||
Р примерно в 100 раз меньше, чем X и У. Поэтому, пре небрегая ею, исключим ее из уравнения (IV.33). В этом
случае после преобразования из уравнения |
(IV.33) сле |
|
дует: |
|
|
V b '= v - |
{ - ~ У 7’ |
(IV.34) |
b |
|
|
где А = 0,237- |
g-D^ |
|
( 1 — Фс)6/в |
|
|
Таким образом, (IV.34) связало между собой ско рость компонентов двухфазной жидкости в эрлифте. Из его рассмотрения следует, что v0' изменяется по линей
108
ному закону от v. И так как между газовыми пузырями и жидкостью 'существует скольжение, ее движение воз можно лишь при
V0'= 0 , О н = ( ^ - ) 4/7. (IV.35)
где vn— начальная скорость воздуха в эрлифте.
Из уравнений (IV.34), (IV.35) видно, что наиболее сильное влияние на кинематические характеристики двухфазного потока эрлифта оказывает его диаметр. Что же касается средней величины объемного газосодержания, то оно та uq' и ья влияет весьма слабо. Поэтому в дальнейшем этим влиянием целесообразно пренебречь.
Второе уравнение для расчета эрлифта можно соста вить на основании баланса энергии в подъемнике. Так как энергия изотермически расширяющегося газа [40], [47] расходуется не только на подъем жидкости, но и на преодоление различных сопротивлений, то
Po-Q2o-ln — -----X (v - v 0') =
|
Ро |
|
|
|
|
— У»- Qa(h-{-liWrp-}-hlc —Лщм_С1) , |
(IV.36) |
||
где ро, |
— давление и расход воздуха |
в устье эр |
||
Pi |
лифта; |
|
|
|
— начальное давление воздуха; |
|
|||
Qo — расход воды в подъемнике; |
|
|||
h — высота ее подачи; |
|
|
||
hWjv |
— гидравлические |
потери двухфазной жид |
||
|
кости в эрлифте; |
потери |
однофазной жид |
|
hwTP— гидравлические |
||||
hWft с |
кости в подъемнике; |
в местных сопро |
||
— гидравлические |
потери |
|||
тивлениях подъемника.
Давление у башмака подъемника, входящее в (IV.36), уравновешивает абсолютное давление столба двухфаз ной жидкости высотою Н-\-1г и потерю давления на этом
же участке эрлифта (/гш ). Поэтому оно равно: |
|
P i= Pa~\~yo' (1—фс) • |
(IV.37) |
109
где Артр, — потеря давления двухфазной жидкости в эр
лифте.
Чтобы воспользоваться уравнением (IV.36), необхо димо знать среднюю величину объемного газосодержания двухфазной жидкости. /При малых расходах газа, ко гда суммарные гидравлические потери малы по сравне нию с высотой подъема жидкости, по законам статики получаем:
Н
(IV.38)
y==yo‘-H + h
где у — удельный вес двухфазной жидкости;
Н— глубина погружения эрлифта (см. рис. 30).
Сдругой стороны удельный вес двухфазной жидко сти равен (см. рис. 30):
у = у о - (1—фсо) • |
(IV.39) |
Из уравнений (IV.38) и (IV.39) следует, что
/г
(IV.40)
фСо= h+H
Для больших расходов газа среднюю величину объ емного газосодержания предварительно определить нель зя. Поэтому уравнения (IV.38) необходимо решать мето дом последовательных приближений. За корни (IV.38) принимаются решения для таких значений срс, которые одновременно удовлетворяют уравнению расхода:
Q2c= v -срс-со, |
(IV.41) |
где Q2c— расход воздуха в среднем (по глубине погру
жения) сечении эрлифта.
Коэффициент полезного действия эрлифта равен:
1 |
Yorft |
Qo |
(IV.42) |
11э0 = |
Ро |
Q20 |
|
|
|
а полный к. п. д. эрлнфтной установки запишется так:
Т1э=11э0 -Цк-^ду |
(IV.43) |
где цк — к. н. д. компрессора (у поршневого компрессо ра с охлаждением т)к=0,63 [52]);
ПО
1]д — к. п. д. приводного двигателя.
Чтобы «меть возможность проверить соответствие
между расчетными |
и фактическими данными для рыбо |
||||
промыслового эрлифта по |
уравнениям |
(IV.29), (IV.35), |
|||
(IV.36), (IV.41), (IV.42), |
(IV.43), определены его основ |
||||
ные характеристики. Данные для расчета: |
|||||
£> = 0,150 м\ |
# = 2 4 |
м; |
1г= 2 м\ |
I— 76 м; |
|
г)к=0,63; т]д=0,85; |
t— 7°С. |
||||
Принято: #=0,017 м\ £ = 2 ,1 0 -2 |
(гладкий армирован |
||||
ный резиновый шланг). |
|
|
|
|
|
Результаты расчета по этим данным приведены в |
|||||
табл. 12. |
следует, |
что на устойчивых режимах |
|||
Из табл. 12 и 31 |
|||||
работы производительность эрлифта изменяется по нели нейному закону от Q20■Причем с ростом расхода воздуха
V й Л ек
Q. Ж .
го,сек
Рис. 31. Расчетные зависимости Qo(Q2q) и r\3(Q2 ) для рыбопромыс
лового эрлифта ЭРСУ-150
111
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 12 |
|
№ |
D |
h |
/-/ |
V |
t'o1 |
vo |
Qo |
<?=•<, |
Q-20•Qо |
9с |
Чэо |
п. п. |
|
м |
|
|
м/сек |
|
|
л/сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
12 |
5,0 |
3,95 |
1,85 |
32,6 |
56,8 |
1,74 |
0,480 |
0,190 |
2 |
|
|
|
7,0 |
5,55 |
2,50 |
44,3 |
87,0 |
1,96 |
0,550 |
0,157 |
3 |
|
|
|
1,45 |
0 |
0 |
0 |
2,80 |
— |
0,077 |
0 |
4 |
0,150 |
2,0 |
24 |
3,00 |
1,55 |
1,35 |
24,0 |
10,6 |
0,442 |
0,127 |
0,373 |
5 |
5,00 |
3,55 |
2,54 |
45,0 |
38,2 |
0,850 |
0,285 |
0,210 |
|||
6 |
|
|
|
6,00 |
4,55 |
2,96 |
52,7 |
57,5 |
1,09 |
0,360 |
0,164 |
7 |
|
|
|
7,00 |
5,55 |
3,22 |
57.0 |
79,0 |
1,38 |
0,420 |
0,126 |
8 |
|
|
48 |
5,00 |
3,55 |
2,86 |
50,7 |
28,0 |
0,552 |
0,195 |
0,214 |
9 |
|
1,0 |
|
5,00 |
3,55 |
2,66 |
47,1 |
34,0 |
0,723 |
0,250 |
0,119 |
10 |
|
4,0 |
24 |
5,00 |
3,55 |
2,42 |
42,9 |
45,2 |
1,06 |
0,330 |
0,332 |
11 |
|
|
|
2,34 |
0 |
0 |
0 |
16,5 |
- |
0,077 |
0 |
12 |
0,300 |
2,0 |
24 |
4,0 |
1,66 |
• 1,38 |
97,0 |
64,8 |
0,67 |
0,170 |
0,267 |