Статья: Вопросы подобия системы заполнения насосов перед пуском эксгаустером
Получены масштабные коэффициенты для расчета модельной установки, что позволяет определить основные параметры системы заполнения углесоса.
Проблема и ее связь с научными или практическими задачами
В настоящее время практически все насосы, используемые в промышленности, имеют положительную высоту всасывания, а это требует предварительного заполнения всасывающего трубопровода и корпуса насоса перекачиваемой жидкостью. Значительные трудности возникают при заполнении насосов, перекачивающих загрязненные жидкости (земснаряды, шламовые и фекальные насосы, углесосы и т.д.).
Анализ исследований и публикаций
Как известно, эти типы насосов не допускают установки обратного клапана на всасывающем трубопроводе и поэтому известные способы заполнения для них неприемлемы. Разработанные способы заполнения [1,2,3] позволяют исключить применение обратного клапана.
В ДонНТУ разработан метод заполнения насосов с использованием эксгаустеров. При экспериментальных исследованиях в качестве эксгаустера применялся водовоздушный эжектор.
Постановка задачи
Для внедрения предложенного метода в промышленность было необходимо провести широкомасштабные исследования на лабораторных и полупромышленных установках. Для того, чтобы эти испытания можно было распространить на целый класс промышленных установок, необходимо получить математическую модель процесса в критериальной форме. Использование теории подобия позволит решить поставленную задачу наиболее эффективно.
Изложение материала и результаты
Составим математическую модель и определим критерии подобия. В [3] получено дифференциальное уравнение заполнения насоса (углесоса) имеет вид:
dW=ωdH+dw+dwпод
dW - элементарный объем воздуха, удаляемый эксгаустером;
ωdH - элементарный объем воздуха, вытесняемый столбом воды при подъеме на высоту dH;
dw - приращение объема воздуха в связи с понижением давления;
dwпод - элементарный объем подсасываемого воздуха за время dt (время изменения уровня воды в трубопроводе на высоту dH).
Выразим элементарный объем воздуха через
и
а
и, принимая процесс расширения воздуха изотермическим, получим:
Так как
и
имеем
где Pa- атмосферное давление;
L, ω соответственно, длина и площадь сечения всасывающего трубопровода;
Qэ - расход эксгаустера; А-площадь эквивалентного отверстия, через которое проходит то же количество воздуха, что и подсасывается через неплотности системы;ρ, ρa- плотность воды и воздуха при атмосферных условиях.
Сделав ряд преобразований и введя приведенную длину всасывающего трубопровода L=w/ω, соответствующую длине всасывающего трубопровода с объемом w, и сделав ряд преобразований, имеем:
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--