CC BY
21УУТ: 622.53
Зохидов О.У., Джураев Р.У., Хамзаев A.A., Умаров A.A.
МАРКАЗДАН КОЧМА НАСОСЛАРДА РЕСУРС ТЕЖАМКОРЛИГИНИ ОШИРИШ УСУЛЛАРИНИНГ ТАХДИЛИ
Зохидов О.У.- катта укитувчи; Джураев Р.У.- т.ф.д. профессор; Хамзаев A.A.- РШ.доц.в.б.; Умаров A.A.-
магистратура талабаси (Навоий давлат кончилик ва технологиялар университети).
Явление кавитации в центробежных насосах может привести к шуму и вибрации в насосном устройстве, резким изменениям характеристик насоса, кавитационному изнашиванию и электрохимической коррозии насоса, к негодному состоянию рабочего колеса насосного устройства, снижение производительности насоса, приводит к увеличению потребляемой электроэнергии. В данной статье описаны способы предотвращения кавитации и их анализ в центробежных насосах.
Ключевые слова: центробежный насос, рабочее колесо, явление кавитации, пузырек, физические свойства, электроэнергия, поток воды, насос, всасывающая труба.
The phenomenon of cavitation in centrifugal pumps can lead to noise and vibration in the pumping device, abrupt changes in pump characteristics, cavitation wear and electrochemical corrosion of the pump, to the unusable condition of the impeller of the pumping device, a decrease in pump performance, leads to an increase in electricity consumption. This article describes ways to prevent cavitation in centrifugal pumps.
Key words: centrifugal pump, impeller, cavitation phenomenon, bubble, physical properties, electric power, water flow, pump, suction pipe.
Кириш. Маълумки, марказдан кочма насослар (М^Н) электр энергиясини истеъмолчиларнинг энг катта турларидан биридир. Улар саноатнинг барча сохдларида кенг кулланилади. Хусусан, марказий насослар шахдрларда иссик ва сову; сув таъминотини насос билан таъминлашда хдмда электр моторининг куввати 1,5^2,5 МВтгача насослар нефть насос станцияларида мойни куйишда кулланилади.
Кончилик корхоналаридаги насос курилмаларининг технологик жараёни бу корхонанинг мух,им кончилик жараёнидир ва унинг ишончли ишлаши кончилик ишларининг узлуксизлиги ва хавфсизлигига боглик.
Шунингдек, асосий насос курилмаларининг тизими электр энергиясининг асосий истеъмолчиларидан бири (умумий энергия сарфининг 20% гача) булиб, у электр энергияси таъминотининг ишончлилиги билан боглик биринчи тоифага киради.
Замонавий руда конлари ва шахталарда насос курилмалари кенг кулланилиб, уларнинг иктисодий самарали ишлаши кон корхоналарининг самарали ишлашига таъсир килади.
Насос курилмаларининг электр юритмаларини иш режимларини оптимал вариантларини танлаш, насос курилмаларининг механик кисмларини хизмат муддатини ошириш билан насос курилмаларининг энергия ва ресурс тежамкорлигига эришилади.
Насос курилмаларида содир буладиган кавитация жараёнлари энергия ва ресурс тежамкорлигига эришишнинг энг катта муаммоси х,исобланади.
Кавитация жараёни марказдан кочма насос ускунасида юзага келадиган гидродинамик х,одисадир. Насос курилмаларида кавитация содир булиш жараёни сувнинг хдйдаш вактидаги физик хусусиятига боглик. Бунда босим киймати туйинган буг босимига тенг ёки камрок булганда бошланади.
Ушбу пуфакчалар зичлаша бошлайди ва бир зумда кулаш содир булади, бу эса энергия чикиши билан гидравлик зарбаларга олиб келади [2].
Оддий сузлар билан айтганда, насоснинг кавитацияси насосли суюкликнинг кайнашидир, бу насоснинг оким кисмига механик шикаст етказади. Насосга киришда босим пасайганда, суюклик пуфакчалар х,осил килиш учун окимда фаол равишда бугланади. Ушбу
пуфакчалар купая бошлайди ва бир зумда сикилиш пайдо булади, бу эса энергия чикариш билан гидравлик зарба беради.
Тадкикот услублари. Насосларни лойихдлашда ишлаб чикарувчи х,ар доим бу ёкимсиз х,одисани х,исобга олади. Насос ускунасининг катта кисми "кавитация захираси" деб аталади - насоснинг кавитация килинмайдиган насосга киришида минимал суюклик босими. Сув окимининг паст зурикмаларида сувнинг кайнаши натижасида (буг х,осил булиши) ва жойларда суюклик окимининг яхлитлигини узилиши натижасида х,осил буладиган микрозарбаларига кавитация дейилади.
Кавитация мураккаб физик жараён булиб, у тулик урганиб чикилмаган.
Физика курсидан маълумки, босим пасайиши билан сув пастрок хдроратда кайнайди. Масалан, босим 2кПа пасайганда сув кайнаш хдроратдан паст хдроратда кайнайди.
Насосларда сув сурилиш кисмида босим пасайиб сув буглари х,осил булиши мумкин, бу буг ва сув аралашмаси ишчи гилдирак кураклари ёрдамида сурилиб паст босимли кисмидан юкори босимли кисмига утганда буг катта тезликда конденсацияланиб (сувга айланиб) буг пуфакчалари ёрилиб гидрозарбалар х,осил булиб, жойларда босим них,оятда ортиб кетади. Босим пуфакча марказида унларча мПа боради [1,3].
Кавитация пайтида буг пуфакчалари кураклар атрофида, ишчи гилдирак юзаларига якин жойларда ёрилиб, ишчи гилдирак кураклари ва юза кисмларига ёмон таъсир курсатади. Бу таъсир юкори частотали миттизарбалар куринишида булиб, ишчи гилдирак кураклари ва деворларининг тезда емирилишига олиб келади.
Ишчи гилдирак насоснинг асосий кисмларидан бири булиб, у насос укига узатилган механик энергияни суюкликга утказиш вазифасини бажаради.
Сув кириш томонига кура ички гилдираклар бир томонлама ва икки томонлама сув кирадиган куринишда булади. Бир томонлама сув кирадиган иш гилдиракга сув бир томондан ва икки томонлама сув кирадиган ишчи гилдиракга эса сув икки томондан киради. Шунинг учун икки томонлама сув кирадиган ишчи гилдиракга кирадиган сув хджми бир томонлига караганда куп булади [3].
Насосларда кавитация содир булишини куйидаги: насосларда шовкин ва тебранишларнинг (вибрация) пайдо булиши; насос тавсифининг кескин узгариши (бир погонали насосларда); насоснинг кавитацион емирилиши (эрозия) ва электрокимёвий коррозия; насоснинг иш фаолиятини пасайиши ва унумдорликни камайиши; демонтаждан кейин насос компонентларига куринадиган зарарлар; насос курилмасининг ишчи гилдирагини яроксиз х,олатга келиши; электр энергиясини истеъмолининг ошиши белгилари мавжуд [4].
Иш гилдирак куйма ёки йигма усуллар билан тайёрланади.
^уйма усул билан тайёрланган иш гилдирак каналлари кайта ишлов билан силликланади. Иш гилдирак чуяндан куйма усул билан тайёрланади. Шу билан бир каторда юкори куч таъсирида ишлайдиган иш гилдираклар таркибида марганец булган чидамли пулатдан х,ам тайёрланади. Ишкорий ва кислота хоссасига эга булган кон суви металл билан реакцияга киришиб кимёвий емирилиш пайдо килади. Бу емирилишни олдини олиш максадида иш гилдиракнинг сиртлари махсус материал билан копланади.
Насос курилмаларининг зичлагичларини ишдан чикиши натижасида суюкликнинг сизиб чикиши кузатилади. Бундан ташкари насос курилмасининг ишчи гилдирагини куйидагича яроксиз х,олатга келади (1-расм).
1- а) раем.
Марказдан к;очма насоснинг ишчи гилдирагининг х,олатлари а) яроцсиз ^олати ва б) яроцли ^олати.
Кавитациянинг олдини олиш учун насослардаги суриш баландлигини камайтириш керак.
Сурувчи кувурдаги абсолют босимни аниклаймиз
Р Р V
= Р - (Нвс + ^ + Ю (!) 7 7 2g
Рс
Г
Р,
V.
вс атм / тт ■ вс I 7Л \ - =--(Нвс + "в )
2 g
(2)
бу ерда сув юзасдаги босим Р — Ратм булгани учун Нвс - суриш баландлиги (м), Vвс - суриш тезлиги, (м/сек);
Г1в - суриш кувуридаги зурикманинг йуколиши, м.
^авс ичидаги кийматларни суришнинг вакууметрик баландлиги деб оламиз:
V 2
Н^ — (нес + ^ + "в)
(3)
Бу курсаткич суриш трубасига урнатилган вакуумметр ёрдамида аникланади.
У
Н
р Р
У
(4) ёки
Н
7 7
(5)
Суришнинг вакуумметрик баландлиги ишчи гилдиракка киришдаги вакуумга пропорционал катталикдир. Сурувчи трубадан насос ишчи гилдиргигача булган кисмида зурикма йукотилиши С.С.Рудж томонидан куйидаги формуладан топилган.
Суюкликнинг абсолют босими манфий булмаслиги керак, бундан келиб чикиб:
ра
> н„
У
(6)
-
"а — )3
(7)
Олинган натижалар. Атмосфера босими 0,1МРа булганда (нормал шароитда)
Н ~ 10м бундан (3) буйича Нвс < 10м , С - насос конструкциясига боглик булган
коэффициент булиб, насосларнинг оптимал иш режими учун С=800^1000 деб олинади [4,5]. Демак ишчи гилдирак олдидаги босим
_10Ж', (9)
7 7 ^ С
Р Р Р
-= - "а —
7 7
- Нсв - Ю^У3 (8), Нвс — ^ 7 - С
2
(3) ва (8) формулаларни биргаликда куриб чикамиз,
Бундан куриниб турибдики суриш баландлиги атмосфера босимига ишчи гилдиракка киришдаги абсолют босимга, суриш кувуридаги суюклик тезлиги ва зурикма йукотилишига боглик экан [4] (1-жадвал).
1-жадвал.
Олинган натижалар
Нисбий координата лап е 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
н 1 1,12 1,15 1,14 1,1 1 0,85
N 0,52 0,63 0,74 0,85 0,92 1 1,06
Л 0 0,35 0,61 0,81 0,97 1 0,98
Улчам координата лар ,м3/с 0 0,0131 0,0262 0,0393 0,0524 0,0655 0,0786
, м 40,9 45,81 47,04 46,63 44,99 40,9 34,77
Ки*, кВт 14,35 17,39 20,42 23,46 25,39 27,6 29,26
0 0,301 0,525 0,797 0,834 0,86 0,843
Демак, бунда суришнинг геометрик баландлигининг максимал киймати:
Н.
Р
Р.
V:
п
атм пар 'вс _ ь _1 ос^)3
У У 2g в С
(10)
Рухсат этилган суриш баландлиги максимал суриш баландлигидан 15-20% кам булиши керак.
Н
вс.доп
(0,8 _ 0,85) Не
(11)
Шахта шароитида суриш баландлигиНвс = 4^5м булади ва айрим лолларда 3 ^ 3,5 м гача камайтириш мумкин.
2-расм. Бир боскичли марказдан кочма насоснинг функционал схемаси.
Олинган кийматлардан фойдаланиб, марказдан кочма насоснинг тавсифини яратамиз (2-расм).
4
3-расм. Марказдан кочма насоснинг ишлатганда суриш баландлигининг H унумдорлик
Q билан богликлик графиги.
Хулоса. Марказдан кочма насосларнинг ишончли ишлаши учун насос сурувчи кувурларини ёки асосий насосни сув сатх,идан пастга жойлаштириш керак.
Шу билан бирга, насос ва кувурларни нотугри урнатиш, ишга туширувчи ва назорат аппаратларини нотугри танлаш, кавитацион ва шунга мос равишда насос ускуналарини бузишга олиб келиши мумкин. Марказдан кочма насослардаги кавитация, электр моторларни тезлигини камайтириш, насос курилмасини номинал иш режимда ишлашини таъминлаш, суюкликни хдйдашда температурани камайтириш, кувурнинг кесимида кескин узгаришлардан кочиш керак, марказдан кочма насосларда кавитация жараёнларини бартараф этиш ишчи гилдиракларни хизмат муддатини оширади, ишлаб чикариш унумдорлигини оширади ва шу йул билан ресурс тежамкорлигига эришилади.
АДАБИЁТЛАР
1. Merkulov M.V., Djuraev R.U., Leontyeva O.B., Makarova G.Y., Tarasova Y.B. Simulition of thermal power on bottomhole on the bases of experimental studies of drilling tool operation // International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. Volume 8, No.8, 2020. -pp. 4383-4389.
2. Джураев Р.У., Меркулов М. В., Косьянов В. А., Лимитовский А. М. Повышение эффективности породоразрушающего инструмента при бурении скважин с продувкой воздухом на основе использования вихревой трубы. // Горный журнал. - Изд. «Руда и металлы». - Москва, 2020. - №12. С. DOI: 10.17580/gzh.2020.12.16
3. Лезнов Б.С., Энергосбережение и регулируемый привод в насосные и воздуходувные установки. Москва, Энергоавтомиздат. 2006.Ст.337.
4. Бизенков В.Н. Стационарные машины, расчёт вентиляторных установок шахт. Учебное пособие. Кемерово 2005.Ст. 62.
5. Абрамов А.П., Бизенков В.Н. Стационарные машины расчёт водоотливных установок горнодобывающих предприятий. Кемерово, 2003. -с. 130.
