Шляхи зниження гідравлічних втрат у багатоступінчастому відцентровому насосному обладнанні гірничої та нафтодобувної промисловості
- Деталі
- Категорія: Зміст №6 2021
- Останнє оновлення: 29 грудня 2021
- Опубліковано: 30 листопада -0001
- Перегляди: 3996
Authors:
Г. Аканова, orcid.org/0000-0002-7182-0386, Satbaev University, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
О. Сладковськи, orcid.org/0000-0002-1041-4309, Сілезький технічний університет, м. Катовіце, Республіка Польща, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
С. Підболотов, orcid.org/0000-0002-7870-7183, Магнітогорський державний технічний університет імені Г. І. Носова, м. Магнітогорськ, Російська Федерація, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
А. Кольга, orcid.org/0000-0002-3194-2274, Уральський державний аграрний університет, м. Єкатеринбург, Російська Федерація, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
І. Столповських, orcid.org/0000-0003-2893-5070, Satbaev University, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (6): 077 - 084
https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-6/077
Abstract:
Мета. Вивчення гідравлічних втрат у насосних агрегатах під час перекачування та транспортування рідин, розробка конструкторських і технологічних рішень для підвищення енергоефективності відцентрових насосів у гірничій і нафтодобувній промисловості.
Методика. У теоретичному та експериментальному аналізі гідравлічних втрат при транспортуванні рідин були використані методи теорії гідравліки та експериментального аналізу.
Результати. У результаті виконаних досліджень була розроблена нова конструктивна схема багатоступінчастого відцентрового насоса, передбачуване співвісне (коаксіальне) розташування робочих коліс, що дозволяє зменшити гідравлічні втрати в елементах насоса, а також підвищити енергоефективність роботи насосних агрегатів.
Наукова новизна. На основі аналізу існуючих конструкцій багатоступінчастих нагнітачів осьового й відцентрового типів розглянуто розподіл гідравлічних втрат в елементах відцентрового нагнітача зі співвісним (коаксіальним) розташуванням робочих коліс. Представлені експериментальні залежності зі встановлення напірно-видаткових і потужних характеристик. На основі врахування гідравлічних втрат проведена оцінка енергоефективності конструкції насосної установки зі співвісним розташуванням робочих коліс.
Практична значимість. Нова конструктивна схема відцентрового насоса зі співвісним розташуванням робочих коліс дозволяє зменшити гідравлічні втрати більш ніж на 23 % у порівнянні з традиційними конструкціями відцентрових насосів. Результати роботи можуть бути використані проектними, науково-дослідними та промисловими організаціями, зайнятими проектуванням і експлуатацією насосного обладнання.
Ключові слова: системи гідротранспорту, відцентровий насос, гідравлічні втрати, співвісне розташування робочих коліс
References.
1. Grigoriev, S. V., Savin, L. A., & Shakhbanov, R. M. (2015). Substantiation of the possibilities of increasing the energy characteristics of centrifugal pumps. Bulletin of TulSU, (7, part 2), 122-127.
2. Commission Regulation (EC) No. 641/2009 of 22 July 2009. Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32009R0641.
3. Taran, I. A., & Klimenko, I. Yu. (2014). Transfer ratio of double-split transmissions in case of planetary gear input. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 60-66.
4. Samorodov, V., Bondarenko, A., Taran, I., & Klymenko, I. (2020). Power flows in a hydrostatic-mechanical transmission of a mining locomotive during the braking process. Transport Problems, 15(3), 17-28. https://doi.org/10.21307/tp-2020-030.
5. Kandi, A., Moghimi, M., Tahani, M., & Houreh, S. D. (2020). Optimization of pump selection for running as turbine and performance analysis within the regulation schemes. Energy, 217, 119402. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119402.
6. Urmila, B. (2011). Optimum space vector pwm algorithm for three-level inverter. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 6(9), 24-36.
7. Xiao-Qi Jia, Bao-Ling Cui, Zu-Chao Zhu, & Yu-Liang Zhang (2019). Experimental investigation of pressure fluctuations on inner wall of a centrifugal pump. International Journal of Turbo & Jet-Engines, 36(4), 401-410. https://doi.org/10.1515/tjj-2016-0078.
8. Yang, S.-S., Kong, F.-Y., Jiang, W.-M., & Qu, X.-Y. (2012). Effects of impeller trimming influencing pump as turbine. Computers & Fluids, 67, 72-78. https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2012.07.009.
9. Ukhin, B. V. (2007). Effect of variation in the diameter of a centrifugal dredge impeller on its characteristics. Power Technology and Engineering, 41(1), 8-13.
10. Zhao, X., Luo, Y., Wang, Z., Xiao, Y., & Avellan, F. (2019). Unsteady flow numerical simulations on internal energy dissipation for a low-head centrifugal pump at part-load operating conditions. Energies, 12(10), 1-20. https://doi.org/10.3390/en12102013.
11. Zhao, X., Wang, Z., Xiao, Y., & Luo, Y. (2019). Thermodynamic analysis of energy dissipation and unsteady flow characteristic in a centrifugal dredge pump under over-load conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 233(13), 095440621882435, 4742-4753. https://doi.org/10.1177/0954406218824350.
12. Forero, J. D., Taborda, L. L., & Silvera, A. B. (2019). Characterization of the performance of centrifugal pumps powered by a diesel engine in dredging applications. International Review of Mechanical Engineering, 13(1), 11-20.
13. Peng, G., Wang, Z., & Fu, S. (2015). Wear characteristics of flow parts of centrifugal dredge pump. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 33(12), 1013-1018. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.15.0161.
14. Peng, G. J., Luo, Y. Y., & Wang, Z.W. (2015). Research on wear properties of centrifugal dredge pump based on liquid-solid two-phase fluid simulations. IOP Conference Series Materials Science and Engineering, 72(4), 042048, 1-6. https://doi.org/10.1088/1757-899X/72/4/042048.
15. Bugdayci, H. H., Munts, E., & Grinwis, H. (2013). Latest developments in dredge pump technology: how recent pump designs can improve the productivity of a dredge. Proceedings WODCON XX − Congress and Exhibition: The Art of Dredging. Retrieved from https://www.cedaconferences.org/documents/dredgingconference/html_page/16/wodcon_xx_low_res.pdf.
16. Xu, Z., Jin, Z., Liu, B., & Bengt, S. (2019). Experimental investigation on solid suspension performance of coaxial mixer in viscous and high solid loading systems. Chemical Engineering Science, 208, 115144. https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.08.002.
17. Holmberg, H., Acuna, J., Naess, E., & Sonju, O. K. (2016). Thermal evaluation of coaxial deep borehole heat exchangers. Journal Renewable Energy, 97, 65-76. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.05.048.
18. Dijkshoorn, L., Speer, S., & Pechnig, R. (2013). Measurements and design calculations for a deep coaxial borehole heat exchanger in Aachen, Germany. International Journal of Geophysics, 2013, 916541, 1-14. https://doi.org/10.1155/2013/916541.
19. Kong, Z., & Liu, P. (2020). Simulation analysis of mechanical performance of the broadband coaxial step attenuator. Journal of Physics: Conference Series. 3 rd International Conference on Applied Mathematics, Modeling and Simulation, 1670, 012003, 1-7. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1670/1/012003.
20. Zhai, L. M., Cao, L., Cao, J. W., Lei, H. M., Ahn, S. H., Chen, F. N., ..., & Wang, Z. W. (2021). Numerical analysis of rotor dynamics of dredge pump shafting. 2 nd IAHR-Asia Symposium on Hydraulic Machinery and Systems, IAHR-Asia 2019, 627, 012015, 1-8.
21. Cardenas-Gutierrez, J. A., Valencia, G. Ochoa, & Duarte Forero, J. (2020). Parametric analysis CFD of the hydraulic performance of a centrifugal pump with applications to the dredging industry. Journal of Engineering Science and Technology Review, 13(3), 8-14. https://doi.org/10.25103/jestr.133.02.
22. Shuang, J., Fusheng, N., & Ting, L. (2019). Research on the multi-loop control system for swing process of cutter suction dredger. CACRE2019: Proceedings of the 2019 4 th International Conference on Automation, Control and Robotics Engineering, 43, 1-6. https://doi.org/10.1145/3351917.3351968.
23. Working principle of multistage centrifugal pump (2019). Retrieved from https://c-triada.ru/masteru/printsip-raboty-mnogostupenchatogo-tsentrobezhnogo-nasosa.html.
24. Pumps: history and principle of operation of different types of pumping units (2020). Retrieved from https://zen.yandex.ru/media/id/5ed4b30b234d116acb057a7c/nasosy-istoriia-i-princip-raboty-raznyh-tipov-nasosnyh-agregatov-5f4698f2ca90bb1dc75b45ad.
Наступні статті з поточного розділу:
- Нормативно-правовий зміст категорії «безпека гірничих робіт» - 29/12/2021 01:31
- Оцінка забруднення відкладень у річці Ситниця важкими металами на основі показників забруднення - 29/12/2021 01:31
- Охорона суспільних відносин у сфері видобутку бурштину в Україні: правовий аспект - 29/12/2021 01:31
- Оптимізація системи управління зменшення наслідків забруднення акваторій в умовах кризи - 29/12/2021 01:31
- Проблеми кримінальної відповідальності за незаконне видобування бурштину в Україні - 29/12/2021 01:31
- Удосконалення методів моделювання перехідних процесів у трансформаторах на основі магнітоелектричних схем заміщення - 29/12/2021 01:31
- Аналіз і визначення обмежень параметрів мережі 660 В для забезпечення електробезпеки в підземних вугільних шахтах - 29/12/2021 01:31
- Високочастотні періодичні процеси в силових двообвиткових трансформаторах - 29/12/2021 01:31
- Новий підхід до введення газу наддування в паливні баки рушійних установок - 29/12/2021 01:31
- Коефіцієнт варіації крутильних коливань вузлів з’єднання вібраційних машин - 29/12/2021 01:31
Попередні статті з поточного розділу:
- Підвищення пропускної спроможності шахтних дегазаційних трубопроводів - 29/12/2021 01:31
- Теплофізичні властивості піщано-рідкоскляних сумішей після їх структурування в паро-мікрохвильовому середовищі - 29/12/2021 01:31
- Cпільне спалювання дрібнодисперсного пилу газового вугілля й синтетичного торф’яного газу. Частина 1. Моделювання процесів пароповітряної газифікації торфу в нерухомому шарі та спалювання пилогазової суміші в потоці. - 29/12/2021 01:31
- Формування збіжного циліндричного фронту детонаційної хвилі - 29/12/2021 01:31
- Оцінка якості ведення буропідривних робіт у приконтурній зоні кар’єру - 29/12/2021 01:31
- Моделювання процесів видобутку бурштину з пісчано-глинистих порід із закладкою виймальних камер - 29/12/2021 01:31
- Чисельне моделювання стійкості борту кар’єра на основі ймовірнісного підходу - 29/12/2021 01:31
- Удосконалення розробки нафтових родовищ з використанням методів збільшення нафтовіддачі - 29/12/2021 01:31
- Вплив геолого-технологічних параметрів на конвергенцію в очисному вибої - 29/12/2021 01:31
- Петрографічні та мікрофаціальні дослідження Синджарської світи в Базійській антикліналі, регіон Сулейманія (Північний Ірак) - 29/12/2021 01:31