Воздушные водоподъёмники (эрлифты).
По принципу работы эрлифты относятся к насосам трения, иногда их называют насосом-аппаратом, так как они не имеют движущихся частей. Схема воздушного водоподъёмника показана на рисунке 63. По трубе 4 воздух через форсунку 2 подаётся в водоподъёмную трубу 3, где он смешивается с водой. Поскольку плотность водовоздушной смеси меньше плотности воды, смесь начинает двигаться по водоподъёмной трубе. В приёмном бачке (сепараторе) 5 с помощью отражателя 6 или иного устройства вода отделяется от воздуха и по трубе 7 отводится в сборный резервуар, а воздух через патрубок 8 выходит в атмосферу. Таким образом, эрлифты поднимают воду на относительно небольшую высоту над поверхностью земли. Расчёт воздушного водоподъёмника сводится к определению глубины погружения форсунки, расхода воздуха, необходимого для обеспечения расчётного расхода воды, подачи, давления и мощности компрессора.
Рис. 64 Схема эрлифта
Основные расчетные параметры эрлифта.
Напор эрлифта (без учета потерь в трубе):
H=Hп (ρ – ρсм)/ρсм,(77)
где Нп - глубина погружения форсунки ниже уровня жидкости в скважине;
ρ – плотность воды;
ρ см – плотность воздуховоздушной смеси
Коэффициент погружения форсунки:
К=Hп/(Нп + Н), (78)
где: Нп - глубина погружения форсунки ниже уровня жидкости в скважине;
H - напор эрлифта (без учета потерь в трубе)
Удельный расход воздуха:
Wo=H/(23*ηэ*lg((H*(k-1)+10)/10)), (79)
Общий расход воздуха:
W=Wo*Q/60, (80)
где: Wo- удельный расход воздуха; Q – расход воды, м³/ч
(Формула точна при нормальном атмосферном давлении и t=15°С. При иных параметрах вводят поправочный коэффициент α.)
Wк= 1,2W (81)
Пусковое давление компрессора:
Рп=0,01(Н-hо+2),МПа (82)
где: Н – глубина погружения форсунки; hо - глубина статического горизонта воды в скважине
Рабочее давление компрессора:
Рр=0,01(Н-h+∑hп),МПа (83)
где: ∑hп – потери напора в воздуховоде от компрессора до форсунки.
Требуемая мощность на валу компрессора:
N=No*Wk*Pp (84)
где: No – удельная мощность на валу компрессора (мощность на сжатие 1 м³ воздуха за 1 мин), кВт; Wк – подача компрессора, м³/мин; Рр – рабочее давление компрессора, кгс/см².
Диаметр водоподъемной трубы определяем по скорости движения смеси непосредственно над форсункой: 2,5-3 м/с и по скорости излива: 6-8 м/с.
Диаметр воздушной трубы принимаем по скорости движения воздуха:
5-10 м/с.
Ранее, до внедрения скважинных электронасосов, эти водоподъёмники были широко распространены в системах водоснабжения. В настоящее время они применяются сравнительно редко, например, при необходимости одновременно с подъёмом воды осуществлять отдувку газов. Кроме того, эрлифты иногда применяют для перекачивания ила из канализационных отстойников и для подъёма сточной жидкости.
Достоинство эрлифтов:
• простота оборудования скважины;
• возможность откачки жидкости с большим содержанием твердой фазы;
• отсутствие движущихся частей;
• возможность использования в искривленных и направленных скважинах.
Недостатки эрлифтов:
• низкий КПД, который не превышает 20-22%;
• большая металлоемкость;
• сложное компрессорное хозяйство;
• необходимость в большом погружении смесителя под динамический уровень жидкости в скважине;
• резкое возрастание потребляемого расхода воздуха, мощности компрессора и снижение к.п.д. при увеличении глубины уровня откачиваемой жидкости;
Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 2427;