1. Патентно-інформаційний огляд підтвердив, що поняття про шнекову ступень багатоступеневого лопатевого насосу, яка складається зі шнеку постійного кроку та статорного апарату, у теорії насособудування відсутнє. Огляд літератури засвідчив, що при роботі на режимі максимального ККД розподіли осьових швидкостей уздовж радіуса і відносної швидкості вздовж ширини межлопатевого каналу шнека близькі до рівномірних, і енергетичні характеристики шнека в цьому випадку можуть бути розраховані на основі двовимірної моделі течії рідини в його лопатевій системі. 2. Визначено основні геометричні параметри шнека, які впливають на рівень гідродинамічної досконалості ступені. Отримано експериментальну залежність оптимальних значень коефіцієнта напору і гідравлічного ККД шнекової ступені від густоти периферійної лопатевої решітки колеса. Отримано теоретичним шляхом і перевірено експериментально вираз для знаходження величини осьового ходу гвинтової лінії шнека, що забезпечує збіг розрахункової подачі з оптимальної за ККД. Підтверджена експериментально правомірність використання існуючої емпіричної залежності максимально досяжного ККД шнека від величини втулкового відношення при проектуванні шнекової ступені багатоступеневого осьового насоса. Встановлено залежність енергетичних показників шнекової ступені від форми меридіанного перетину колеса і його вхідних кромок. 3. Експериментально доведено, що геометричні параметри і форма лопаткової системи статорного апарата впливають як на дійсні, так і на теоретичну напірну характеристики шнекової ступені багатоступеневого насоса. Визначені найбільш перспективні форми спрощених високотехнологічних лопаткових вінців для застосування в лопатковій системі статорного апарата шнекової ступені. 4. Побудовано фізичну модель течії рідини і розглянуто робочий процес шнекової ступені багатоступеневого осьового насоса при відсутності зворотних струмів на вході і поворотних струмів на виході з колеса. У рамках двовимірної моделі течії рідини в шнеку і статорному апараті запропоновано спосіб розрахунку теоретичного напору шнекової ступені, що використовується в багатоступеневій збірці. Отримано рівняння балансу енергії в шнековій ступені з різними типами спрощених форм лопаткової системи статорного апарата на режимі роботи з максимальним ККД. 5. Створено методику розрахунку енергетичних характеристик шнекової ступені багатоступеневого осьового насоса на режимах роботи, близьких до оптимального за ККД, і отримано задовільне узгодження результатів розрахунку з експериментом. Співставлення результатів розрахунків за створеною методикою з результатами обчислень за загальновизнаними методиками прогнозування енергетичних характеристик ОШП на бескавітаційних режимах засвідчило неможливість застосування останніх в даному випадку. Досліджена шнекова ступень представляє собою новий нетрадиційний тип робочих органів гідродинамічних насосів. 6. Розроблено методику проектування шнекової ступені і проведено перевірку її основних положень на діючій конструкції багатоступеневого шнекового насоса, результати якої дозволяють рекомендувати методику до практичного застосування. Створено дослідно-промисловий зразок 168 – ступеневого занурювального свердловинного шнекового насоса, що став першим багатоступеневим осьовим насосом українського виробництва. 7. Розроблено рекомендації по підвищенню напірності й удосконаленню форми характеристик напору та потужності шнекової ступені багатоступеневого осьового насоса. 8. Створені шнекові ступені за економічністю та напірністю не поступаються, а за пропускною спроможністю значно перевершують існуючі ступені насосів типу ЕЦН і можуть розглядатися як базові при створенні типорозмірного ряду занурювальних багатоступеневих свердловинних шнекових насосів. 9. Результати виконаного дослідження впроваджені на промислових підприємствах України - ВАТ СЗ ”Насосенергомаш” , Охтирському НГВУ АТ “Укрнафта” і в навчальному процесі СумДУ. |