Статті

Шляхи зниження гідравлічних втрат у багатоступінчастому відцентровому насосному обладнанні гірничої та нафтодобувної промисловості

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

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.


повний текст / full article



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:

Попередні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

4298504
Сьогодні
За місяць
Всього
772
772
4298504

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна