ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛОПАСТНЫХ ГИДРОМАШИН И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ из "Моделирование режимов работы центробежных насосов на основе электрогидравлической аналогии " Центробежные насосы (ЦН) принадлежат к наиболее распространенному классу гидравлических лопастных машин, которые используются во всех отраслях народного хозяйства, в частности, на насосных станциях современных трубопроводных систем. Такая ситуация обусловлена их существенными преимуществами над другими насосами. В первую очередь, следует отметить равномерность и широкие границы регулирования расхода (при относительно высоком КПД), возможность непосредственного соединения с высокоскоростными электродвигателями и газовыми турбинами, небольшие габаритные размеры и вес. [c.5] На современном этапе развития общества особой актуальности приобретает вопрос повышения экономической эффективности функционирования насосных станций, оборудованных ЦН, поскольку они оперируют с огромными потоками механической энергии привода в процессе превращения ее в гидравлическую энергию рабочей жидкости. Это требует осуществления оптимизации режимов уже введенных в эксплуатацию ЦН и создания новых высокоэффективных конструкций машин. Также необходима разработка математических моделей, способных правильно отражать сложные физические процессы в проточной части ЦН. [c.5] В предложенной читателю монографии реализован один из путей решения проблемы, а именно путь математического моделирования ЦН при помощи электрогидравлической аналогии, основные положения которой и современное состояние моделирования рассмотрены в первом разделе работы. [c.5] Во втором и третьем разделах изложены основы математического моделирования режимов соответственно идеализированного и реального ЦН в координатах действительных чисел (скалярная модель). На базе модифицированного уравнения Эйлера предложена схема замещения насоса, которая состоит из гидравлического источника - аналога электродвижущей силы с постоянным гидравлическим сопротивлением (импедансом). Для учета конечного числа лопастей в рабочих колесах, наличия объемных, гидравлических и механических потерь схема дополняется соответствующими нелинейными сопротивлениями. Расчет параметров этой схемы по конструктивным данным машины ведется в системе относительных единиц, где базовыми приняты номинальные параметры ЦН. На основании уравнений Кирхгофа для схемы замещения записана система нелинейных уравнений равновесия расходов и напоров ЦН, решение которой позволяет построить рабочие характеристики ЦН и оптимизировать его конструктивные параметры. Рассмотрен также вопрос эквивалентирования многопоточных и многоступенчатых насосов одноступенчатой машиной с колесом с односторонним входом. [c.5] В основу создания комплексной модели ЦН положено его пространственное строение. Движение жидкости в проточной части рабочего колеса описано модифицированным уравнением Эйлера, а в отводе ЦН - дифференциальными уравнениями Навье-Стокса. Автор показал, что проекции вынуждающей силы, которая действует на выходе рабочего колеса, вращающегося с частотой п, на неподвижные осиХ-У, есть гармонические функции времени. [c.6] Такой подход позволил применить мощный аппарат комплексной переменной, который базируется на изображении гармонической функции режимных параметров ЦН (напоров, расходов, мощностей и др.) в виде обобщенного комплексного вектора в полярной или декартовой системе координат. В свою очередь, использование аналогии между гидравлическими и электрическими параметрами создало основу для ввода понятия комплексного гидравлического сопротивления. [c.6] Запись уравнений Навье-Стокса в осях d,q, вращающихся вместе с рабочим колесом, предоставил возможность синтезировать комплексную схему замещения ЦН и построить векторную диаграмму его режимов. В разделе предложена также методика определения активного и инерционного гидравлических сопротивлений ЦН через конструктивные параметры машины и характеристики рабочей жидкости. Показано, что соотношение этих сопротивлений определяет одну из форм числа Рейнольдса, которое определяет режим движения жидкости. [c.6] Изложение теоретической части работы иллюстрируется большим количеством числовых примеров. В монографии публикуется банк расчетных параметров для серии нефтяных ЦН магистральных нефтепроводов, а также их расчетные рабочие характеристики. [c.6] Ивано-Франковский Государственный Технический Университет Нефти и Газа. [c.6] Вернуться к основной статье