Насосный агрегат
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к струйной технике . Цель изобретения - повышение КПД. Насосный агрегат содержит центробежный насос 1 с рабочим колесом 2 и выходным патрубком 3 и эжектор (Э) 4 с центральным соплом (С) 5, камерой (К) 6 смещения и диффузором 7, причем последний подключен к входному патрубку 8 насоса 1. Кб Э4 выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными С9. расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдел, оси Кб, С9 выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом к оси Кб по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса 2 насоса 1, а выходные сечения каждой пары С9 смещены на величину половины шага относительно выходных сечений другой пары С9. С5 Э4 и выходной патрубок 3 насоса 1 подключены к сепаратору 10. 4 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1733714 А (! 9) (1 ) (s!)s F 04 F 5/54
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (а 4 м (лЭ 4
Ф (21) 4789478/29 (22) 05.02.90 (46) 15.05,92. Бюл. N.. 18 (71) Научно-исследовательский йнститут энергетического машиностроения МГТУ им, Н. Э. Баумана (72) Ю, А. Васильев, В. M. Виноградов, Б. Л. Дьяченко. Д, Я. Бажанова и И. Е. Остапенко (53) 621.694.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 777263, кл. F 04 F 5/08, 1979. (54) НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к струйной технике. Цель изобретения — повышение КПД.
Насосный агрегат содержит центробежный насос 1 с рабочим колесом 2 и выходным
Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к насосно-эжекторным установкам для транспортировки газа и газожидкостной смеси в нефтеперерабатывающей промышленности, Целью изобретения является повышение КПД.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение насосного агрегата, установленного в насосно-эжекторной установке; на фиг. 2 — продольный разрез центробежного насоса с эжектором; на фиг, 3 — сечение
А — А фиг. 2; на фиг, 4 — сечение Б — Б фиг. 2.
Насосный агрегат содержит центробежный насос 1 с рабочим колесом 2 и выходным патрубком 3 и эжектор 4 с центральным соплом 5, камерой 6 смешения и диффузором 7. причем последний подпатрубком 3 и эжектор (Э) 4 с центральным соплом (С) 5, камерой (К) 6 смещения и диффузором 7, причем последний подключен к входному патрубку 8 насоса 1. К6 Э4 выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными
С9. расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдол.. оси К6, С9 выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом к оси К6 по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса 2 насоса 1, а выходные сечения каждой пары С9 смещены на величину половины шага относительно выходных сечений другой пары С9.
С5 Э4 и выходной патрубок 3 насоса 1 подключены к сепаратору 10. 4 ил. ключен к входному патрубку 8 насоса 1. Камера 6 смешения эжектора 4 выполнена в виде диффузорного конического патрубка с . установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными соплами 9, расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдоль оси камеры 6 смешения, пассивные сопла 9 выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом а к оси камеры 6 смешения по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса 2 насоса 1. а выходные сечения каждой пары сопел 9 смещены на величину половины шага (1/2) относительно выходных сечений другой пары сопел 9. Центральное сопло 5 эжектора 4 и выходной патрубок 3 насоса 1 подключены к сепаратору 10. Перед соплом 5 установлен телпообменник 11.
1 7 971 4
Перед началом работы сепаратор i0. эжектор 4 и насос 1 заполняются рабочей жидкостью, а в TQI;floo6MGHHNK 11 подается хл ада гент.
Пои запуске агрегата образуется разрежение на входе в центробежный насос 1, которое передается в проточную часть эжектора 4. Из диффузора 7 жидкость Всасывает< я, нагнетается насосом 1 и через сепаратор 10 поступает в виде активной жидкости высокого давления в сопло 5 ежек ора:!,,за .ет пер пада давления, со3 аваемого нэ сопле Ь от раооты насоса 1, активная жидкость истекает в коническую а -:еру 6 смешения, затем тормозится в длффузоре 7 и вновь входит в насос 1, при этом на входе в камеру 6 смешения создается дополнительное разрежение от э>кектирующего воздействия высокоскоростной струи, в результате чего газ через сопла 9 начинает поступать в зон>t взаимодействия с высокоскоростной струей активной жидкости.
3"". счет разности скоростей газовой и жидкостной составляющих струй на границе их раздела поверхностный слой жидкости разрушается на капли, газ растворяется и конденсиоуется в жидкостном слое, находящемся в зоне воздействия струй газа истекающих из кососрезанных сопел. 9, д вление в этих зонах дополнительно снижает",ÿ, что в свою очередь приводит к увеличению теплоперепада на соплах 9, причем он тем больше, чем выше температура газа и ниже температура жидкости и интенсивнее процесс расгворения и конденсации. При этом увеличивается скорость
;c i a-:;:-ния газа до сверхзвуковой. реализуемой за сче.. подбора геометрических и режимных параметров сопел 9 с косым срезом. Б оезульTате увеличивается количество движения передаваемого от газа к жидкости в направлении входного патрубка
8 íà"îñà 1,,чему способствует наклон сопел
9 под углом а к оси эжектора 4, при этом давление на выходе из диффузора 7 растет, Одновременно за счет конденсации в зоне в:-.аимодействия струй падает давление, в резу, ьтате чего увеличивается перепад давя;. гя на сопле 5 и скорость активной струи ж .,кости возрастает, возрастает и давле.. е на входе в насос 1. Этот процесс сопро/ .:%.ождается внедрением в жидкость газа, интенсивным «х перемешиванием и дроблением пузырьков. Дальнейшее уменьшение размера пузырьков происходит в диффузоре 7 при вихреооразовании и сжатии
В результате на входной пгтрубок 8 на.-- соса 1 поступает эмульгированная газожидкостная смесь такой дисперсности, при которой обеспечивается работоспособность насоса 1 без сепарации в межлопаточных каналах. Из насоса через патрубок 3 смесь поступает в сепаратор 10, где газ отделяется от жидкости и подается под высоким давлением потребителю, а жидкость, нагретая при конденсации газа в эжекторе 4 и при на нетании в насосе 1, поступает из сепаратора 10 через теплообменник 11, где охлаждается в сопло 5 эжектора 4, Механизм взаимодействия потоков заключается в том, что поток жидкости по течению за соплами 9 с косым срезом в одной плоскости сжимается и ускоряется, при этом благодаря диффузорности камеры 6 смешения газожидкостный поток смеси тормозится и достигает стенок конической камеры 6 смешения. В результате в зоне сопел 9 образуется изолированная газовая полость с развитой поверхностью конденсации, которая позволяет при определенных локальных условиях произвести конденсацию и насыщение жидкости газом.
Эффективность насыщения газом жидкости и дробление азовых включений возрастает с переходом газожидкостной смеси на расстояние t/2 во взаимно перпендикулярную плоскость, где размещена другая пара кососрезанных сопел 9. Эгот процесс родолжается по мере продвижения газожидкостного потока к рабочему колесу 2 насоса 1 и на вход в последний поступает высокоскоростной закрученный однородHb и мелкодисперсный поток газожидкостной смеси с равномерным газосодержанием и равномерным распределением скорост л по сечению под постоянным давлением, достаточным, чтобы обьем парогазовых каверн на всасывающей стороне лопаток колеса 2 был минимальным и не проводил бы к сепарации потока на входе
Это не только увеличивает КПД насоса, но и уменьшает силовое взаимодействие колеса с потоком на входе в насос 1,что уменьшает вероятность сепарации потока на рабочих лопатках, и газожидкостная смесь успевает переместиться на больший радиус лопатки, где увеличивается ее окружная скорость и сепарирующие силы, при этом рост статического давления в колесе преобладает и пузырьки газа успевают сжаться до аких размеров, когда сепарация потока затруднена, Далее газожидкостной поток, получив приращение потенциальной и кинетической энерг:.и, направляется в отводящее устройство . де кинетическая энергия преобразуется в r>aar ение торможения потока.
1733714
Газ Зычного
А Рлгж
Регулирование работы установки, например, в случае, если требуется поднять давление газа потребителя, заключается в увеличении частоты вращения рабочего колеса насоса 1, при этом расход газа низкого 5 давления остается постоянным из-за наличия режима запирания в соплах 9 при сверхзвуковом истечении из укаэанных сопел 9 (в этом случае снижение давления не влияет на расход газа), но расход жидкости через 10 сопло 5 увеличивается, что уменьшает газосодержание на входе в насос, увеличивает плотность смеси, и, с..едовательно, ее давление на входе в насос.
Использование предложенного технического решения позволяет снизить энергозатраты на привод насоса и, следовательно, повысить КПД насогного агрегата.
Формула изобретения
Насосный агрегат, содержащий центробежный насос с рабочим колесом и входным патрубком и зжектор с центральным соплом, камерой смешения и диффузором, причем последний подключен к входному патрубку насоса. отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, камера смешения зжектора выполнена в виде диффузорного конического патрубка с установленными в стенках последнего тангенциальными пассивными соплами, расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с равномерным шагом вдоль оси камеры смешения, пассивные сопла выполнены с косым срезом на выходе и расположены под острым углом к оси камеры смешения по ходу потока и наклонены в сторону вращения колеса насоса, а выходные сечения каждой пары сопел смещены на величину половины шага относительно выходных сечений другой пары сопел.
173371 1
1733714
40
50
Составитель Ю.Васильев
Техред М,Моргентал Корректор М, Êó÷åðÿ Bàÿ
Редактор,,k, åíñêàÿ
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 1652 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5