Системы топливоподачи с кольцевым контуром.

 

Если из-за того, что расстояние и/или разница по высоте между насосом и ёмкостью больше, чем предельное указанное производителем горелок значение, то необходимо использовать систему топливоподачи с кольцевым контуром.

Контур кольцевого типа представляет собой замкнутую систему топливопроводов, по которым осуществляется циркуляция топлива посредством дополнительного циркуля­ционного насоса. Забор топлива осуществляется из ёмкости для хранения топлива. Неиспользованная, часть топлива возвращается обратно в ёмкость.

Насосный агрегат Р2 (основное кольцо) ( рис.22 )

Насосный агрегат должен иметь производительность, по крайней мере, в два раза превосходящую сумму максимального расхода горелок и должен состоять из пары насосов и фильтров, а также иметь возможность переключения через байпас.

 

Где Мi - это производительность насоса, затрачиваемая на одну горелку.

Этот запас производительности необходим для того, чтобы обеспечить постоянное давление в контуре, независимо от того, в каком режиме будут работать горелки.

Насосный агрегат должен иметь топливный фильтр с картриджем в виде металлической сетки для предотвращения попадания воды и грязи.

Напор насосного агрегата необходимо рассчитывать на основе остаточного давления в контуре и потери давления в топливопроводе. Расчёт приведен ниже.

Если нет точной информации от изготовителя горелок о производительности насоса, можно использовать следующие стандартные параметры:

v для многоступенчатых горелок: М=1,3-1,5*m

v для модуляционных горелок: М=2,0-2,5*m

где m - это расход топлива при работе горелки на максимальной мощности.

 

Топливопроводы

Поскольку дизельное топливо имеет небольшую вязкость, диаметр топливопровода подбирается с учётом скорости течения топлива в условиях турбулентности.

Потеря давления в топливопроводе складывается из суммы потерь давления (на трение) распределённых вдоль данного топливопровода и местных потерь давления в соединительных элементах и арматуры (фильтры, вентили и.т.д).

Местные потери давления в арматуре подсчитывается по методу эквивалентной длины. Каждому элементу системы, в котором происходят местные потери давления, соответствует прямолинейный отрезок топливопровода такой длины, на которой произошли бы такие же потери давления.

Чтобы правильно рассчитать диаметр топливопровода, используются следующие параметры:

Lфак - фактическая длина топливопровода(м);

Lэвиф - сумма эквивалентныx длин, которым были сопоставлены соединительные элементы и элементы арматуры с местными потерями давления (м);

Lобщ - общая длина топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длины (м):

 

Эквивалентные длины, соответствующие местному гидравлическому сопротивлению элементов арматуры, должны браться из технических спецификаций, поставляемых производителем. Если таких данных нет, можно обратиться к таблицам, указанным в разделе 5, где даны эквивалентные длины, соответствующие основным видам элементов с местными сопротивлениями.

Все фильтры необходимо рассчитывать с учётом реальных потерь давления, которые указываются их производителем. Если точные потери давления не известны, фильтр можно сравнить с открытым вентилем.

Расчётная производительность будет равна производительности насосного агрегата, установленного на основном кольце.

При расчёте подающего топливопровода диаметр выбирается в зависимости от максимальной допустимой скорости движения топлива, которая равна 1 - 2 м/с, по формуле:

 

где:

dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода

Q - объёмный расход жидкого топлива (м³ /с), который равен m/ρ, где ρ - это плотность дизельного топлива, расчёт которой приведён ниже, а m- это массовый расход дизельного топлива;

Чкдача - скорость потока жидкого топлива в подающем топливопроводе, которая равна 1,5 м/с.

Из стандартных типоразмеров выбирается трубопровод с диаметром, следующим за тем, который рассчитан по формуле 2.6.2-3.

После того, как определён диаметр топливопровода, необходимо рассчитать точную скорость потока в топливопроводе с помощью уравнения 2.6.2-3. Для определения реальных параметров гидравлической системы сначала вычисляется число Рейнольдса по следующей формуле:

 

где:

Re - число Рейнольдса;

dподача - внутренний диаметр подающего топливопровода (м);

Vподача - скорость потока жидкого топлива (м/с);

γ - кинематическая вязкость жидкого топлива при температуре его транспортировки, м²/с

Если Re > 2,320, то поток называется турбулентным, в противном случае ламинарным.

Размеры всасывающего топливопровода от ёмкости с топливом до насоса подбирается в зависимости от максимальных потерь давления, допустимых согласно проекту.

Максимальные проектные потери давления равняются:

 

где:

ΔPamn - абсолютное давление, допустимое на всасывании (высота столба жидкости под всасывающим патрубком насоса), которое указывается производителем насоса. Если оно не указано, это давление берётся не меньше, чем 50,660 Па (0,5 бар);

Δhasp - высота (столба жидкости) на всасывании (Па);

ΔРacc - потери давления, вызванные присутствием элементов арматуры, не учтённых при расчёте эквивалентной длины всасывающего топливопровода (фильтры и.т.д.) (Па).

Высота (столба жидкости) на всасывании равна:

 

где:

Δhgeom - разница высоты между контрольной точкой уровня топлива в ёмкости и центром нагнетательного насоса (м);

ρ - плотность дизельного топлива (кг/м³ ).

Значение Δhgeom будет положительным, если контрольная точка уровня топлива в ёмкости находится ниже, чем центр насоса, и отрицательным, если контрольная точка уровня топлива в ёмкости находится выше, чем центр насоса.

Плотность жидкого топлива связана с температурой следующей формулой:

где:

ρ - плотность жидкого топлива (кг/мЗ);

Ρ15, - плотность жидкого топлива при температуре 15°С, которая равна 865 кг/м³ ;

t - температура перекачиваемого топлива, которая равна 2°С;

β - коэффициент теплового расширения, равен 0,00064°С

Если поток топлива ламинарный, диаметр всасывающего топливопровода определяется по следующей формуле:

где:

dBC- внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м);

γ - кинематическая вязкость жидкого топлива при температуре перекачивания (м²/с);

Lвсобщ - общая длина всасывающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м);

m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с);

ΔРвс - максимальные потери давления (разрежение) предусмотренное проектом (Па).

На практике кинематическая вязкость выражается в сСт или в единицах измерения, зависящих от типа вискозиметра, используемого для измерения вязкости (Энглер, универсальный Сайболта, градусы Редвуда, и т.д.). Поэтому перед расчётом, с помощью таблиц и графиков перевода единиц, приведённых в разделе 5, кинематическую вязкость необходимо перевести в сСт.

При этом следует помнить, что:

Если поток турбулентный, диаметр всасывающего топливопровода определяется по следующей формуле:

где:

dвс - внутренний диаметр всасывающего топливопровода (м);

f - коэффициент трения, который определяется по графику, приведённому на рис. 59, в зависимости от Re и относительной шероховатости e/D, где е - это абсолютная шероховатость в мм;

Lвсобщ - общая длина всасывающего топливопровода, равная сумме фактической и эквивалентной длин (м);

m - массовая производительность насосного агрегата (кг/с);

ΔРвс - максимальные потери давления (разрежение) предусмотренное проектом (Па).

В таблице 15 приведены значения абсолютной шероховатости для некоторых типов трубопроводов.

 

Таблица 15. Абсолютная шероховатость трубопроводов

Материал	Вид стены	Абсолютная шероховатость, (мм).
Трубы, полученные методом вытягивания, новые (медь, латунь, бронза, легкий сплав). Трубы из синтетического материала, новые	Гладкая техническая стена	0,0013 - 0,0015
Не сварные трубы, новые	Прокатная пленка	0,02 - 0,06
	Травленая поверхность	0,03 - 0,04
	Оцинковка	0,07-0,16
Трубы, сваренные вдоль, новые	Прокатная пленка	0,4-0,1
	Просмоленная	0,01-0,05
	Оцинковка (гальваническая)	0,008
Стальные трубы после длительной эксплуатации	Умеренно ржавые или слегка покрытые накипью	0,15-0,2
	Сильно покрытые накипью	До 3

Рисунок 59. График для определения коэффициента трения f

Рисунок 60. Клапан регулирования давления

 

Рассчитанный таким образом диаметр в любом случае не должен быть меньше 6 мм.

Рассчитав вышеупомянутый диаметр, с помощью формулы 2.6.2-3 необходимо убедиться в том, что скорость потока не опускается меньше 0,15 м/с:

 

где:

dвс - внутренний диаметр всасывающего трубопровода (м);

Q - объёмный расход жидкого топлива (м³ /с).

Если скорость течения топлива меньше, чем предельное значение равное 0,15 м/с, необходимо действовать следующей схеме: • диаметр всасывающего топливопровода, который обеспечил бы эту минимальную скорость, рассчитывается по следующей формуле:

общая максимальная длина топливопровода (фактическая + эквивалентная) должна быть такой, чтобы не превысить проектные потери давления и рассчитывается по следующей формуле:

 

 

для ламинарного потока

 

для турбулентного потока

Насос должен находиться на таком расстоянии от ёмкости с топливом, которое не превышает Lвсобщ с учётом того, что данное расстояние складывается из фактической и эквивалентной длин.

Если полученный в результате расчётов диаметр будет меньше 6 мм, необходимо использовать топливопровод с внутренним диаметром 6 мм, но при этом использовать более мощный насос, чтобы скорость жидкости превышала 0,15 м/с.

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: