Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати


Єлін Олександр Валерійович. Шнекові багатоступеневі насоси: методика розрахунку, показники якості : Дис... канд. наук: 05.05.17 - 2002.



Анотація до роботи:

Єлін О.В. Шнекові багатоступеневі насоси: методика розрахунку, показники якості. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.05.17 - гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. - Сумський державний університет, Суми, 2002.

Дисертація присвячена питанню створення робочих органів нового типу для багатоступеневих осьових насосів. Розглянута робота осьової ступені, що складається зі шнека постійного кроку та статорного апарата зі спрощеною формою лопаткової системи, в багатоступеневій компоновці в умовах відсутності кавітації. Встановлені основні геометричні параметри шнека, які впливають на рівень енергетичних показників ступені, та надано рекомендації щодо їх вибору. Розроблено методику проектування та розрахунку енергетичних характеристик шнекової ступені на режимах роботи, близьких до оптимального за ККД. Встановлені показники якості шнекової ступені, їх залежність від форми лопаткової системи апарату. Створено шнековий багатоступеневий занурювальний свердловинний насос для потреб нафтогазової промисловості.

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.

Публікації автора:

1. Евтушенко А.А., Елин А.В., Твердохлеб И.Б. Технико-экономические показатели насосной ступени с рабочим колесом шнекового типа // Вестник НТУУ “КПИ”, Машиностроение. - 1999. – т. 1. - №36. – С. 234 – 240.

2. Елин А.В. Основные геометрические параметры, определяющие энергетические качества насосной ступени шнекового типа // Вестник НТУУ “КПИ”, Машиностроение. - 2000. – т. 2. - №38. – С. 35 – 40.

3. Евтушенко А.А., Елин А.В., Твердохлеб И.Б. Рабочий процесс шнековой ступени многоступенчатого лопастного насоса // Совершенствование турбомашин методами математического и физического моделирования: сборник научных трудов под ред. Мацевитого Ю.М. и др. – Харьков: ИПМаш им. А.М. Подгорного НАН Украины. - 2000. – С. 448 – 452.

4. Евтушенко А.А., Елин А.В. Методика расчета шнековой ступени многоступенчатого лопастного насоса по схеме “статорный аппарат – шнековое рабочее колесо”// Вестник НТУУ “ХПИ”, Технологии в машиностроении. - 2001. – ч. 1. - №129. – С. 352 – 363.

5. Елин А.В. Методика расчета шнековой ступени многоступенчатого осевого насоса с упрощенной лопаточной системой статорного аппарата // Вестник НТУУ “КПИ”, Машиностроение. - 2002. – т. 2. - №42. – С. 111 – 118.