Задачи для контрольной работы 3

Вариант контрольного задания определяется по двум последним цифрам номера личного дела учащегося и принимается по табл. 30.

Задача 1. Привод (рис. 43) состоит из электродвигателя мощностью Р_ДВ (кВт) с частотой вращения п_ДВ (об/мин), редуктора и цепной (переменной) передачи. Требуется определить: а) угловые скорости валов; б) передаточные числа; в) общий КПД и вращающие моменты для всех валов.

 

 

Задача 2. В зависимости от варианта по данным первой задачи рассчитать основные параметры зубчатой или червячной нереверсивной передачи общего назначения с ресурсом работы t = 36 000 ч. для зубчатой передачи и t = 22 000 ч. для червячной передачи.

Задача 3. Исходя, из результатов решения первой и второй задач, выполнить эскизную компоновку узла ведомого вала и определить основные размеры вала.

Задача 4. Подобрать подшипники качения для ведомого вала рассчитываемого редуктора. Исходные данные принять, исходя из результатов решения предыдущих задач. Долговечность работы подшипника должна соответствовать сроку службы передачи (см. условие задачи 2).

 

 

Таблица 30

№ варианта (две последние цифры шифра)	№ схемы по рис. 43	Мощность электродвигателя Р, кВт	Частота вращения вала электродвигателя п, об/мин	Передаточное число редуктора ир
		8,5		2,0
		3,2		3,15
		4,0		2,5
		3,5		3,15
		3,6
		1,9		12,5
		2,8
		2,6
		3,3		3,15
		3,0
		4,7
		3,6
		2,0
		6,4		1,6
		8,5
		9,8		1,25
		4,4		1,6
		8,6
		3,7
		3,2		2,5
		2,6		1,25
		2,1
		2,9		1,6
		2,4		3,15
		5,5
		4,2		2,5
		3,8
		3,2		31,5
		4,6
		6,2
		5,6		1,6
		4,6
		2,6		2,5
		2,7		3,15
		3,2		1,25
		4,8		2,0
		2,8		2,8
		2,5
		2,8		3,15
		4,4
		5,8		1,25
		6,3		1,6
		2,0		2,5
		5,0
		3,4
		2,8
		4,9
		3,5		2,8
		5,6		2,5
		3,7		3,15
		3,0		1,6
		7,2		1,25
		8,3
		9,6		2,5
		2,2
		3,5
		3,8
		8,0
		5,1		2,5
		3,0
		4,6	95,5	1,25
		6,9		2,5
		5,3		3,15
		4,7
		8,9
		3,2
		5,6		2,5
		6,1
		7,6
		8,8		2,8
		6,6		3,15
		5,0
		4,5
		2,6		1,6
		2,8		2,4
		4,6
		4,0		3,15
		2,3
		4,8		2,5
		3,5
		2,4		3,15
		8,5
		8,0
		3,4		2,5
		4,9
		3,9
		2,5
		6,0		2,5
		3,6
		5,4
		3,3
		4,5		3,15
		4,4		2,5
		3,6		3,15
		3,4
		3,0		2,5
		4,0
		8,4
		3,9		2,4
		2,4		2,8

 

 

Контрольная работа № 3

Нефтегазопромысловое оборудование.

Методические указания для выполнения контрольной работы № 3.

 

Общие указания к выполнению контрольной работы

Вариант контрольной работы взять по двум последним числам зачётной книжки.

При получении числа больше 30, необходимо от полученного числа отнимать 30 до тех пор, пока конечный результат не будет меньше или равно 30. Если последние цифры 00, студент выполняет 10 вариант.

Контрольная работа выполняется в ученической тетради в клеточку с полями «от руки».

Работа не засчитывается если:

· три и более ответов на теоретические вопросы даны не верно.

· неправильно решены задачи контрольной работы.

Ответы на теоретические вопросы должны даваться достаточно полно, но, не расплывчато. В случае неряшливого оформления или оформления трудночитаемым почерком, работа не проверяется преподавателем и считается не зачтённой.

Перед выполнением контрольной работы № 3 необходимо изучить темы:

Ø Поршневые насосы

Ø Лопастные насосы

Ø Компрессоры

Ø Фонтанная эксплуатация скважин

Ø Газлифтная эксплуатация скважин

При этом необходимо использование литературы:

- А. Г. Молчанов В. Л. Чичеров «Нефтепромысловые машины и механизмы», Москва «Недра» 1983 г.

- Е. И. Бухаленко «Нефтепромысловое оборудование. Справочник», Москва «Недра» 1990 г.

При решении задач необходимо использование следующих понятий и формул.

 

Задача №1.

Для решения задачи необходимо изучить раздел: «Поршневые и плунжерные насосы».

Основные понятия и определения необходимые для решения задачи:

- мгновенная подача насоса

 

где площадь поршня;

r - радиус кривошипа;

- угол поворота кривошипа.

- теоретическая подача насосов:

- простого действия

где D – диаметр цилиндра насоса;

S = 2 ∙ r – длина хода поршня;

n – число двойных ходов в минуту;

z – число цилиндров насоса.

- насосов двойного действия:

 

где d - диаметр штока.

- фактическая подача насоса

 

- коэффициент подачи насоса.

- высота всасывания

 

где p_a - давление на приёме насоса;

р_в - давление в цилиндре насоса.

- гидравлическая или эффективная мощность насоса:

 

 

где - плотность жидкости;

Н – напор насоса;

Q - объёмная подача насоса.

- мощность потребляемая насосом:

 

 

- кпд насоса

 

- т кпд гидравлической части;

- кпд механической части.

 

З адача № 2.

Для решения задачи необходимо изучить раздел: «Лопастные насосы». Основные понятия и определения необходимые для решения задачи:

- напор лопастного насоса:

 

Где,

- окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса:

 

 

- окружная скорость на выходе из рабочего колеса.

 

 

Для определения напора лопастного насоса можно использовать формулу Пфлейдерара:

 

k – коэффициент, зависящий от выходного угла лопасти

	200	400	650
k	0,9	1,1	1,2

 

- подача лопастного насоса определяется по формуле:

 

 

где b₂ - ширина канала рабочего колеса на выходе;

- объёмный кпд насоса.

- коэффициент сужения потока жидкости на выходе из колеса:

 

 

- толщина лопасти колеса;

z – число лопастей колеса.

- радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе из колеса:

 

 

- мощность лопастного насоса определяется по аналогии с мощностью поршневого насоса:

- гидравлическая или эффективная мощность насоса:

 

 

- мощность, потребляемая насосом:

 

 

- гидравлический кпд;

- объёмный кпд;

механический кпд;

дисковый кпд.

 

При расчёте насосов по теории подобия необходимо пересчитывать их характеристики, в этом случае используют безразмерные комплексы теории подобия:

- коэффициент расхода:

 

 

- коэффициент напора:

 

 

- коэффициент мощности:

 

 

- кпд насоса:

 

 

Пересчёт характеристик необходим также при изменении частоты вращения вала. При этом пользуются эмпирическими зависимостями:

 

- подачи:

 

- напора:

 

- мощности:

 

При уменьшении наружного диаметра рабочего колеса применяют эмпирические зависимости:

 

- подача:

 

- напор:

 

З адача № 3.

Для решения задачи необходимо изучить раздел: «Компрессоры».

Основные понятия и определения необходимые для решения задачи:

- изменение температуры газа можно определить, используя уравнение состояния идеальных газов:

 

m – масса газа;

R – удельная газовая постоянная;

Т – температура газа.

- температура после сжатия для политропического процесса:

 

 

- работа компрессора на сжатие газа при политропном процессе:

 

 

- работа при адиабатическом сжатии:

 

 

n – показатель политропны;

m – показатель адиабаты.

 

- подача компрессора определяется по формуле:

 

 

V_S – рабочий объём цилиндра;

коэффициент подачи компрессора;

- объёмный коэффициент;

V_р – объём рабочей камеры;

температурный коэффициент;

Т₀ – температура в начале всасывания;

Т₁ – температура в конце всасывания;

- коэффициент герметичности;

- коэффициент давления.

При многоступенчатом сжатии работа компрессора:

 

где Z – количество ступеней сжатия.

Степень повышения давления при многоступенчатом сжатии во всех ступенях должна быть одинаковой

.

 

Мощность при политропном процессе:

 

 

– массовая подача компрессора;

V₀ – удельный объём газа.

Мощность можно также определить по объёмной подаче компрессора:

 

 

При расчёте охлаждения компрессора необходимо определить количество воды, необходимой для его охлаждения:

 

 

С_{в –} теплоёмкость воды;

Т_В1 – температура воды на входе в охладитель;

Т_В2 – на выходе из охладителя.

- количество теплоты отводимой от газа в теплообменнике в единицу времени:

 

 

С_р – массовая теплоёмкость газа.

- количество теплоты отводимой от цилиндра компрессора:

 

 

N_м – потери мощности на механическое трение.

 

Задания для выполнения контрольной работы № 3

№ варианта	Номер вопроса
	1.1	1.16	2.1	2.16	3.1	3.16	4.1	4.16
	1.2	1.17	2.2	2.17	3.2	3.17	4.2	4.17
	1.3	1.18	2.3	2.18	3.3	3.18	4.3	4.18
	1.4	1.19	2.4	2.19	3.4	3.19	4.4	4.19
	1.5	1.20	2.5	2.20	3.5	3.20	4.5	4.20
	1.6	1.21	2.6	2.21	3.6	3.21	4.6	4.21
	1.7	1.22	2.7	2.22	3.7	3.22	4.7	4.22
	1.8	1.23	2.8	2.23	3.8	3.23	4.8	4.23
	1.9	1.24	2.9	2.24	3.9	3.24	4.9	4.24
	1.10	1.25	2.10	2.25	3.10	3.25	4.10	4.25
	1.11	1.26	2.11	2.26	3.11	3.26	4.11	4.26
	1.12	1.27	2.12	2.27	3.12	3.27	4.12	4.27
	1.13	1.28	2.13	2.28	3.13	3.28	4.13.	4.28
	1.14	1.29	2.14	2.29	3.14	3.29	4.14	4.29
	1.15	1.30	2.15	2.30	3.15	3.30	4.15	4.30
	1.1	1.16	2.1	2.16	3.1	3.16	4.1	4.16
	1.2	1.17	2.2	2.17	3.2	3.17	4.2	4.17
	1.3	1.18	2.3	2.18	3.3	3.18	4.3	4.18
	1.4	1.19	2.4	2.19	3.4	3.19	4.4	4.19
	1.5	1.20	2.5	2.20	3.5	3.20	4.5	4.20
	1.6	1.21	2.6	2.21	3.6	3.21	4.6	4.21
	1.7	1.22	2.7	2.22	3.7	3.22	4.7	4.22
	1.8	1.23	2.8	2.23	3.8	3.23	4.8	4.23
	1.9	1.24	2.9	2.24	3.9	3.24	4.9	4.24
	1.10	1.25	2.10	2.25	3.10	3.25	4.10	4.25
	1.11	1.26	2.11	2.26	3.11	3.26	4.11	4.26
	1.12	1.27	2.12	2.27	3.12	3.27	4.12	4.27
	1.13	1.28	2.13	2.28	3.13	3.28	4.13	4.28
	1.14	1.29	2.14	2.29	3.14	3.29	4.14	4.29
	l.15	1.30	2.15	2.30	3.15	3.30	4.15	4.30

Поршневые насосы

1.1 Схема поршневого насоса простого действия с обозначением узлов и деталей.

1.2 Схема поршневого насоса двойного действия с обозначением узлов и деталей.

1.3 Дать определение высоте всасывания. Принцип ее подсчета.

1.4 Перечислить факторы, влияющие на высоту всасывания.

1.5 Как изменяется скорость движения поршня? Изобразить график.

1.6 Понятие мгновенной подачи. Принцип ее подсчета.

1.7 График изменения мгновенной подачи насоса двойного действия.

1.8 Понятие коэффициента неравномерности подачи.

1.9 Методы снижения коэффициента неравномерности подачи.

1.10 Понятие средней подачи. Метод ее подсчета.

1.11 Определение средней подачи двухцилиндрового насоса двойного действия.

1.12 Понятие коэффициента подачи. Факторы, влияющие на него.

1.13 Назначение и принцип действия воздушных компенсаторов.

1.14 Определение гидравлической мощности насосов.

1.15 Понятие гидравлического и механического КПД.

1.16 Понятие КПД поршневого насоса.

1.17 Принцип определения приводной мощности насосов

1.18 Как устроен цилиндр насоса? Изобразить схему.

1.19 Конструкция поршня. Изобразить схему,

1.20Конструкция клапанного узла. Изобразить схему.

1.21Конструкция сальникового уплотнения штока. Изобразить схему.

1.22Конструкция воздушного компенсатора. Изобразить схему.

1.23 Конструкция узла трансмиссионного вала. Изобразить схему.

1.24 Конструкция эксцентрикового вала. Изобразить схему.

1.25 Конструкция крейцкопфного узла. Изобразить схему.

1.26 Назначение и принцип действия предохранительного клапана.

1.27 Как производится контроль за работой поршневого насоса.

1.28 Как смазываются узлы приводной части насоса?

1.29 Конструкция гидравлической части плунжерного насоса.

1.30 Обвязка поршневых и плунжерных насосов. Изобразить схему.

 

Центробежные насосы

2.1 Характер движения жидкости в каналах рабочего колеса.

2.2 Основное уравнение центробежного насоса.

2.3 Принцип создания напора в центробежном насосе.

2.4 Определение подачи центробежных насосов.

2.5 Определение коэффициента подачи центробежных насосов.

2.6 Схемы уплотнений рабочих колес в корпусе.

2.7 Сальниковые уплотнения вала центробежного насоса.

2.8 Принцип действия торцевого уплотнения.

2.9 Конструкция торцевых уплотнений.

2.10Снятие рабочей характеристики центробежных насосов на стенде.

2.11Рабочая характеристика центробежного насоса, рабочая часть.

2.12Последовательное соединение рабочих колёс; многоступенчатые насосы.

2.13Параллельная работа насосов в линию, насосы с двухсторонним рабочим колесом.

2.14Сущность осевого усилия в центробежных насосах.

2.15Определение величины осевого усилия.

2.16Методы компенсации осевого усилия.

2.17 Принцип действия узла гидроразгрузки в многоступенчатых насосах

2.18Конструкции узла гидроразгрузки.

2.19Определение мощности центробежных насосов.

2.20КПД центробежных насосов.

2.21 Обвязка центробежных насосов, назначение узлов.

2.22 Регулирование параметров центробежных насосов.

2.23 Подготовка к запуску и пуск центробежных насосов.

2.24 Контроль за насосом во время работы.

2.25 Явление кавитации и борьба с ней.

2.26 Влияние вязкости жидкости на работу центробежного насоса.

2.27 Причины снижения подачи в центробежных насосах.

2.28 Смазка насосов, быстроизнашивающиеся детали.

2.29 Схема одноступенчатого центробежного насоса с указанием элементов.

2.30 Принцип действия центробежного насоса.

 

Компрессоры

3.1 Принцип действия поршневого компрессора.

3.2 Условия сжатия газа в поршневых компрессорах. Политропный процесс

3.3 Идеальная индикаторная диаграмма цикла поршневого компрессора.

3.4 Устройство, принцип действия винтового компрессора.

3.5 Работа на сжатие единицы массы газа в компрессоре.

3.6 Производительность поршневых компрессоров.

3.7Объемный коэффициент подачи поршневого компрессора.

3.8 Принцип получения высоких давлений в поршневом компрессоре

3.9 Многоступенчатые поршневые компрессоры.

3.10 Индикаторная диаграмма двухступенчатого компрессора.

3.11 Принцип расчета системы охлаждения

3.12 Конструкция межступенчатых теплообменников.

3.13 Определение полезной мощности компрессоров.

3.14 Лубрикаторная система смазки поршневых компрессоров.

3.15 Конструкция уплотнений штоков.

3.16 Конструкция клапанов поршневых компрессоров.

3.17 Классификация поршневых компрессоров.

3.18 Принцип действия винтового компрессора.

3.19 Определение эффективной мощности поршневого компрессора. КПД компрессора.

3.20 Технологическая схема винтовой компрессорной установки.
Назначение узлов и деталей.

3.21 Принцип действия центробежного компрессора.

3.22 Компоновка центробежного компрессорного агрегата.

3.23 Циркуляционная система смазки компрессоров.

3.24 Охлаждение газа между ступенями.

3.25 Конструкция проточной части центробежного компрессора.

3.26 Уплотнения в центробежных компрессорах.

3.27 Эксплуатация поршневых компрессоров

3.28Эксплуатация винтовых газовых компрессоров.

3.29 Эксплуатация центробежных компрессоров. Область применения

3.30 Применение компрессоров в нефтяной промышленности.