Малогабаритний осьовий ступінь свердловинного насоса з підвищеною енергетичною ефективністю

Abstract

У дисертаційній роботі подане нове вирішення наукової задачі, що полягає у підвищенні енергетичної ефективності малогабаритного осьового ступеня свердловинного насоса. Вирішення цієї задачі дозволяє зменшити вартість життєвого циклу не лише насосного агрегату, а й системи артезіанського водопостачання. На адекватних математичних моделях отримано картини течії у проточній частині малогабаритного осьового ступеня низької швидкохідності, які дають можливість оцінки структури втрат у проточній частині, що досліджується. Експериментально встановлено раціональні діапазони основних геометричних параметрів, що найбільш істотно впливають на напірні та енергетичні характеристики ступеня. Запропоновано методику проектування малогабаритних осьових ступенів низької швидкохідності (ns = 250 – 400) з урахуванням особливостей їх робочого процесу. На основі зазначеної методики створено типорозмірний ряд протічних частин для свердловинних насосів. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30563

В диссертационной работе решена важная научно-практическая задача повышения энергетичиской эффективности скважинных насосов, предназначенных для систем водоснабжения. В связи с обострившейся проблемой обеспечения населения качественной питьевой водой обоснована необходимость использования малогабаритных осевых ступеней низкой быстроходности (ns = 250…400). На основании обзора научно-технической информации была обоснована актуальность темы исследования; сформулированы его цель и задачи. На основе аналитического исследования и анализа результатов численного моделирования была предложена структура потерь в проточной части. Уточнена существующая модель рабочего процесса и предложены формулы для расчета коэффициента потерь, а также установлены основные факторы, влияющие на энергетические показатели ступени. Путем численного исследования были установлены рациональные диапазоны геометрических параметров ступени предложенного типа: значение густоты периферийной решетки лопастей τпер = 0,9 – 1,35, значения относительной длины зазора между лопастными решетками рабочего колеса и статорного аппарата S1’ = 0,14 – 0,21, значения относительной длины межступенчатого зазора S2’ = 0,08 – 0,2. При этом тип профиля лопасти, который обеспечивает максимальную энергетическую эффективность – профиль типа NACA. Анализ результатов исследования позволил создать методику проектирования малогабаритных осевых ступеней низкой быстроходности для скважинных насосов. На основе данной методики спроектирован и изготовлен опытный образец такого насоса. Проведены испытания ступени и насоса на стенде, которые подтвердили адекватность результатов численного исследования. Спроектирован типоразмерный ряд проточных частей скважинных насосов на основе малогабаритных осевых ступеней низкой быстроходности, который охватывает диапазон подач от 100 до 300 м3/ч и состоит из 4 типоразмеров. Границы напорных характеристик скважинных насосов с осевой проточной частью можно регулировать количеством ступеней. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30563

The dissertation presents a new solving of the scientific problem, that is to increase the efficiency of small-sized axial-flow stage of the borehole pump. Solving of this problem can reduce the life cycle cost not only of the pump unit, but also of artesian water-supply system. At adequate mathematical models the pictures of the flow in the flow part of low speed small-sized axial-flow stage are obtained, that gives the possibility of qualitative evaluation of losses structure in the flow part that is under investigation. Experimentally rational ranges of basic geometric parameters that most significantly affect the energy characteristics of the stage are established. The method of designing low speed small-sized axial-flow stages (ns = 250 ... 400) accounting the peculiarities of their workflow is created. Based on this method the standard series of small-sized axial-flow stages was created. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30563