Механика и оборудование
Мощность и напор насосов, NPSH, законы подобия, мощность компрессора, крутящий момент и передачи, число качаний станка-качалки, напряжения в стенке сосуда, момент затяжки болтов, ресурс подшипников.
14 расчётов
Насосы
Полезная (гидравлическая) мощность по подаче и напору, мощность на валу с учётом КПД насоса, мощность, потребляемая из сети, и наименьшая мощность двигателя с запасом.
P_h = ρ · g · Q · HФактический полный напор работающего насоса по давлениям на входе и выходе, разности высот манометров и скоростям в трубах — для сравнения с паспортной характеристикой.
H = (p_d − p_s) / (ρ · g) + Δz + (v_d² − v_s²) / (2 · g)Располагаемый кавитационный запас NPSHa насоса, забирающего жидкость из резервуара, сепаратора или ёмкости, и его превышение над требуемым NPSHr по характеристике насоса.
NPSHa = (p_a − p_v) / (ρ · g) + z − h_fПодача, напор и мощность центробежного насоса при другой частоте вращения — в том числе ЭЦН или насоса с частотным преобразователем — и после обточки рабочего колеса.
Q_2 = Q_1 · (n_2 / n_1) · (D_2 / D_1)Компрессоры
Мощность сжатия газа в одной или нескольких ступенях с промежуточным охлаждением — по адиабатному (изоэнтропному) или политропному КПД с учётом сжимаемости газа, — степень сжатия ступени и температура газа на выходе.
ε = (p_2 / p_1)^(1/N)Наименьшее число ступеней для заданного общего отношения давлений при ограничениях по степени сжатия ступени и по температуре нагнетания; степень сжатия и температура на выходе каждой ступени.
ε_T = (1 + η_s · (T_max / T_1 − 1))^(k/(k−1))Приводы и передачи
Крутящий момент по передаваемой мощности и частоте вращения — для двигателя, насоса, редуктора или муфты — и наименьший диаметр сплошного вала по допускаемому напряжению кручения.
T = P / ω = 9549 · P / nЧисло качаний по частоте вращения двигателя, диаметрам шкивов клиноремённой передачи и передаточному числу редуктора, и диаметр шкива двигателя для нужного числа качаний.
N = n_m · (d_m / d_r) · (1 − ε) / iНоминальный ресурс подшипника в миллионах оборотов и в часах работы по динамической грузоподъёмности и эквивалентной нагрузке, и ресурс при повышенной надёжности.
L_10 = (C / P)^pПрочность и крепёж
Кольцевое и осевое напряжения в цилиндрической обечайке сосуда, аппарата или трубы под внутренним давлением, расчётная толщина стенки и допускаемое давление по ГОСТ 34233.2 с учётом коэффициента прочности сварного шва и прибавок.
σ_t = p · (D + s − c) / (2 · (s − c))Момент затяжки для заданного усилия предварительной затяжки — в долях предела текучести материала болта — через коэффициент затяжки K, учитывающий трение в резьбе и под гайкой.
A_s = π/4 · (d − 0.9382 · P)² (UN: d − 0.9743 · P)Усилие предварительной затяжки и напряжение в болте или шпильке при известном моменте на ключе, и их доля от предела текучести.
F = T / (K · d)Другие направления
Теоретическая и фактическая подача штангового глубинного насоса по диаметру плунжера, длине хода и числу качаний, с коэффициентом подачи.
Q_t = 1440 · (π · D² / 4) · S · nИз раздела «Добыча нефти и газа»Необходимый напор электроцентробежного насоса по динамическому уровню, давлениям на устье и потерям на трение в НКТ; число ступеней по напору одной ступени, гидравлическая мощность, мощность на валу и мощность, потребляемая погружным двигателем (ПЭД).
H = H_dyn + (P_wh − P_c) / (ρ · g) + h_frИз раздела «Добыча нефти и газа»Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.