Нагнетательном клапане и на трение плунжера о стенки

Цилиндра

В случае наличия силы сопротивления, вызванной сопротивлением потоку жидкости в нагнетательном клапане и трением плунжера о цилиндр, в формулах (4.37) - (4.41) необходимо λ_тр +λ_шт заменить на:

Производительность ШГНУ в случае двухступенчатой

Колонны штанг

При двухступенчатой колонне штанг с учетом сопротивления движению штанг в вязкой жидкости:

где S_пл определяется по зависимости (4.33).

Теоретическая производительность глубинно-насосной установки определяется по формуле [19, 27]:

Коэффициент подачи ШГНУ:

Определяя Qф по формуле (4.37), получим:

Для облегчения расчетов можно пользоваться номограммой Иванова [27, с. 52]. По этой номограмме можно ориентировочно найти любой из пяти параметров работы ШГНУ (Q, D, S, n, η) при четырех известных других.

Задача 17

Условие задачи: определить производительность и коэффициент подачи ШГНУ по различным формулам и сравнить их.

Варианты заданий: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Варианты заданий по расчету производительности и коэффициента подачи ШГНУ

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Н, м	1500	1470	1440	1410	1380	1350	1320	1290	1310	1330
L, м	1400	1360	1330	1300	1270	1240	1210	1180	1200	1240
D_пл, мм	38	28	32	38	43	56	38	43	56	68
d_ш, мм	19	16	16	19/16	22/19	22	16	19/22	22/19	25
D_т, мм	60	60	73	89	102	114	60	73	89	102
ρ_ж, кг/м³	887,5	887,2	886,9	886,6	886,3	886,0	886,2	886,4	886,6	886,8
S_а, м	2,1	1,8	2,1	2,5	3,0	2,5	2,1	2,5	3,0	3,5
n, мин^-1	10	15	15	12	15	9	9	5	9	12
Р_заб , МПа	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Н, м	1350	1370	1390	1410	1430	1450	1470	1490	1510	1530
L, м	1260	1280	1300	1320	1340	1360	1380	1400	1420	1440
D_пл, мм	93	28	32	38	43	56	32	56	32	38
d_ш, мм	25	16	16	19/16	22/19	22	16	19	16/19	19/22
D_т, мм	114	60	73	89	102	114	60	73	89	102
ρ_ж, кг/м³	887	887,2	887,4	887,6	887,8	888	888,2	888,4	888,6	888,8
S_а, м	3,5	1,8	2,1	2,5	3	2,5	2,1	2,5	2,5	3
n, мин^-1	12	15	15	12	15	9	6	12	9	15
Р_заб , МПа	4	4,1	4,2	4,3	4,4	3,6	3,7	3,8	3,9	4

Продолжение таблицы 4.5

Вариант

Н, м

1550

1570

1590

1610

1630

1650

1670

1690

1710

1730

L, м

1460

1480

1500

1520

1540

1560

1580

1600

1620

1640

D_пл, мм

d_ш, мм

16/19

19/22

25/19

16/19

19/22

25/19

D_т, мм

102

114

102

ρ_ж, кг/м³

887,6

887,8

888

888,2

888,4

887,2

887,4

887,6

887,8

888

S_а, м

1,8

2,1

2,5

2,1

3,5

1,8

2,1

2,5

2,1

n, мин^-1

Р_заб , МПа

4,1

4,2

3,4

3,5

3,6

4,4

4,5

4,6

3,8

3,9

Расчет прочности колонны штанг

Для определения напряжений, возникающих в штангах, необходимо найти наибольшие нагрузки за цикл хода вверх и вниз. При динамическом или переходном режиме работы эти нагрузки определяются по формулам (4.18) и (4.19). Затем находят наибольшее напряжение цикла (σ_max), амплитуду напряжений цикла (σ_а) и приведенное напряжение σ_пр= (σ_тахσ_а)^0,5.

При статическом режиме работы установки применяют упрощенные формулы [24]. При их выводе радиальными и окружными напряжениями в штангах, пренебрегают:

где а₀ - опытный коэффициент, имеющий размерность удельного веса и учитывающий плотность жидкости, силы трения и другие факторы, не поддающиеся аналитическому расчету. Его принимают равным 11500 Н/м³; х - расстояние от рассчитываемого сечения штанг до плунжера; D - диаметр плунжера; d_ш - диаметр штанг; ΔР - перепад давления над плунжером; ρ_ж - плотность жидкости; ω = π·n / 30 - угловая скорость вращения кривошипа; m_ср - средний кинематический показатель совершенства СК,

Кинематический показатель при ходе вверх (m_хв) или вниз (m_хн) равен отношению максимального ускорения точки подвеса штанг к его значению при гармоничном движений этой точки, т. е. по элементарной теории:

где β₁⁰ - угол между балансиром и шатуном при крайнем верхнем положении заднего плеча балансира; r- радиус кривошипа; L_ш - длина шатуна.

По формуле А. С. Аливердизаде:

где k - заднее плечо балансира. Среднее напряжение в штангах:

где ρ_ш - плотность материала штанг.

Зависимость для среднего напряжения цикла, окружное и радиальное напряжения в штангах, динамические силы, обусловленные движением жидкости, были уточнены [24]. Последние учитывают коэффициентом а'₀, равным 1.15. В результате зависимость принимает следующий вид:

для одноступенчатой колонны:

для ступенчатой колонны штанг можно получить:

где ΣР_ш_i - вес i-той секции колонны штанг с учетом ниже расположенных секций, f_xi- площадь поперечного сечения i-той секции штанг.

При применении ступенчатой колонны штанг длины ступеней подбирают так, чтобы наибольшие значения σ_пр для верхних секций ступеней были одинаковы, т. е.

Задача 18

Условие задачи: выбрать и рассчитать на прочность одноступенчатую колонну штанг для соответствующего станка-качалки.

Задача 19

Условие задачи: выбрать и рассчитать на прочность двухступенчатую колонну штанг для соответствующего станка-качалки.

Задача 20

Условие задачи: выбрать режим работы исходя из расчетов на прочность двухступенчатой колонны штанг из стали 40 (σ_пр = 70 МПа) для соответствующего станка-качалки.

Задача 21

Условие задачи: выбрать материал для верхней секции колонны штанг, исходя из рассчитанных нагрузок на головку балансира станка-качалки СК-12-2,5-4000 по теории А.С. Вирновского.

Таблица 4.6

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 440; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 151617 18 19 20 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!