Вы здесь

Робочий процес динамічних насосів нетрадиційних конструктивних схем на газорідинних сумішах

Автор: 
Колісніченко Едуард Васильович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
3407U002907
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЕГО ПРОВЕДЕНИЯ

2.1. Объект, цель и задачи проведения исследования.

Перекачивание ГЖС является одним из основных составляющих различных отраслей промышленности. В первую очередь это касается нефтегазового и нефтехимического комплекса народного хозяйства. Поэтому спрос на насосное оборудование, которое может быть эффективно использовано в области высоких значений газосодержания в перекачиваемой смеси и отвечающего основным требованиям эксплуатирующих его организаций, непрерывно растет. К указанным требованиям относятся простота конструкции, относительная недороговизна, способность устойчиво работать в пределах указанных значений напоров и подач, которые определяются коэффициентом быстроходности проточной части насосного оборудования. Различным конструкциям указанных насосов соответствует свой диапазон быстроходности. Следовательно на сегодняшний день существует потребность в насосах, устойчиво работающих на ГЖС с высоким газовым фактором, в различных диапазонах их быстроходности.
В разделе 1 данной работы был установлен наименее исследованный в области перекачивания газонасыщенных смесей диапазон быстроходности, область параметров которого находится в пределах . Частично заполнить указанный диапазон можно использованием ЦН, имеющих РК с малым числом лопастей.
Как известно ЦН с одно- и двухлопастными РК нашли широкое применение при перекачивании жидкостно-твердых гидросмесей в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, начиная от транспортировки пульповых растворов горно-обогатительных предприятий и канализационных стоков жилищно-комунальных хозяйств и заканчивая перекачиванием пищевых продуктов. В этих условиях работы одним из основных показателем качества работы таких насосов является свойство "незабиваемости" их проточной части. Хорошие показатели в плане незабиваемости динамических насосов, имеющих РК с малым числом лопастей, позволяют перекачивать жидкостно-твердые гидросмеси с достаточно крупными размерами твердых включений (напр. сахарная свекла, рыба и т.д.).
Сведения относительно работы на газосодержащих гидросмесях ЦН с одно- и двухлопастными РК являются недостаточными для того, чтобы дать качественную оценку их рабочего процесса для данных условий работы. Недостаток информации не позволяет оценить такой показатель качества данных насосов в условиях их работы на ГЖС как "устойчивая работа", под которым подразумевается способность насоса работать без срыва параметров при значительном газосодержании в перекачиваемой смеси. Поэтому сделать вывод о степени применимости таких насосов в области перекачивания газонасыщенных смесей без необходимых исследований не представляется возможным.
Как известно рабочий процесс насосов гидродинамического принципа действия является недостаточно изученным относительно их работы на чистых жидкостях, тем более существует большое количество неизвестных составляющих в работе указанного насосного оборудования на гидросмесях. Это же относится и к насосам, имеющим РК с малым числом лопастей.
На основании вышеизложенного определена цель исследования - изучение влияния величины газосодержания перекачиваемой ГЖС на рабочие характеристики динамических насосов с одно- и двухлопастными РК, а также создание рекомендаций по выбору наиболее приемлемого насосного оборудования для заданных условий работы.
Для достижения поставленной цели сформулированы частные задачи исследования:
- изучение работы динамических насосов на ГЖС в различных диапазонах быстроходности и оценка влияния конструктивного исполнения их проточных частей на качество работы на ГЖС;
- определение возможности применения ЦН, имеющих РК с малым числом лопастей в условиях их работы на газонасыщенных суспензиях;
- оценка влияния геометрии проточной части однолопастных РК на характеристики ЦН, работающего на ГЖС;
- рассмотрение возможности применения методов численного моделирования течений жидкости и газа для ЦН с одно- и двухлопастными РК в условиях их работы на чистых жидкостях и ГЖС;
- анализ влияния пазух одно- и двухлопастных РК ЦН на его устойчивую работу на ГЖС;
В качестве объекта исследования выступает рабочий процесс ЦН с одно- и двухлопастными РК при перекачивании ГЖС.
Т.к. теоретическое изучение рабочего процесса указанных насосов на гидросмеси представляет собой сложную, трудновыполнимую задачу, было принято решение о выборе экспериментального метода исследования в качестве основного. Экспериментальный метод предполагает проведение физического эксперимента и исследования с использованием методов численного моделирования.
Физический эксперимент позволяет получить изменения рабочих характеристик центробежных насосов с одно- и двухлопастными РК в зависимости от величины газосодержания на входе, а также в зависимости от конструктивного исполнения пазух РК.
Физический эксперимент позволяет снять только рабочие характеристики насоса, что не дает представлений о картине течения в его проточной части. Для решения данного вопроса используются специальные средства визуализации течения, а это ведет к дополнительным затратам на проведение эксперимента. К тому же физический эксперимент, а также дальнейшее проведение расчета рабочих характеристик требуют значительных временных затрат.
Тенденцией последних лет стало появление и широкое распространение на рынке коммерческих программных продуктов, позволяющих выполнять численный расчет течений жидкости и газа, что позволяет сэкономить значительные средства и время на проведение физического эксперимента. Поэтому возникает необходимость проведения исследования рабочего процесса ЦН с РК, имеющими малое число лопастей, с использованием методов численного моделирования

2.2. Средства проведения исследования.

2.2.1. Экспериментальное исследование.
2.2.1.1. Экспериментальная установка для проведения исследования. Эксперимент проводился на