Создание объектно-ориентированной модели центробежного насоса на основе метода электрогидродинамической аналогии

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

В. С. Костышин, доктор технических наук, профессор, orcid.org/0000-0001-8606-3931, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, г. Ивано-Франковск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. И. Яремак, кандидат технических наук, orcid.org/0000-0002-0698-0367, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, г. Ивано-Франковск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

П. O. Курляк, кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0001-8113-5211, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, г. Ивано-Франковск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Разработка объектно-ориентированной модели центробежного насоса (ЦН), которая будет отражать конструктивные особенности строения и процессы в нем, а также одновременный баланс как силовых (напоров давлений), так и скоростных (расходов) параметров, то есть баланс мощностей.

Методика. Применение метода электрогидродинамической аналогии к схеме потоков жидкости в центробежном насосе позволило синтезировать развернутую комплексную схему замещения ЦН, пространственно совмещенную с его конструктивными элементами.

Результаты. Проведен теоретический расчет рабочих характеристик ЦН по его каталоговым данным на всем интервале изменения расходной нагрузки с учетом физических свойств рабочей жидкости. Проиллюстрировано хорошее совпадение расчетных и полученных экспериментально рабочих характеристик магистрального насоса НМ 3600-230. Относительная погрешность расчетов не превышает 5‒8 %.

Научная новизна. Разработанная объектно-ориентированная модель ЦН учитывает вихревые циркуляционные процессы движения жидкости как на входе и выходе рабочего колеса (импеллера), так и в межлопастном пространстве. Также модель адекватно отражает энергетическую связь между механической и гидравлической подсистемой насосного агрегата на всех, а особенно на малозатратных режимах его нагрузки, с учетом его конструктивных параметров и физических свойств рабочей жидкости.

Практическая значимость. Разработанная объектно-ориентированная модель центробежного насоса легко адаптируется к современным компьютерно-ориентированным интерактивным инструментам (20-sim, Simulink, Pspice, Dymola и т.д.), предназначенным для моделирования режимов работы мехатронных технических систем, а это, в свою очередь, открывает путь для расчета и оптимизации энергетических характеристик центробежного насоса как элемента насосной станции.

References.

1. Damic, V., & Montgomery, J. (2015). Mechatronics by Bond Graphs An Object-Oriented Approach to Modelling and Simulation 2nd ed., Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ISBN-13: 978-3662490020, ISBN-10: 3662490021.

2. Gevorkov, L., Rassõlkin, A., Kallaste, A., & Vaimann, T. (2018). Simulink based model for flow control of a centrifugal pumping system. 25th International Workshop on Electric Drives: Optimization in Control of Electric Drives (IWED), Moscow, Russia, Jan. 2018, (pp. 1–4). https://doi.org/10.1109/IWED.2018.8321399.

3. Kostyshyn, V. S. (2004). Simulation modes of centrifugal pumps based on electrohydraulic analogy. The electronic scientific journal “Oil and Gas Business”, (1), 1-6.

4. Pivnyak, G. G., Zhezhelenko, I. V., Papaika, Y. A., & Ne­sen, L. I. (2016). Transients in Electric Power Supply Systems (5th ed.) Trans Tech Publications Ltd, Switzerland.ISBN-10: 3038357731.

5. Kostyshyn, V. S., & Kurliak, P. O. (2012). Investigation of dynamical operating modes of electric drive centrifugal pumping units with the help of their computer-oriented Bond Graph models. Bulletin of the Vinnitsa Polytechnic Institute, (2), 148-153.

6. Boiko, V. S., & Sotnyk, M. I. (2013). Adequacy of electrical modeling of work processes in a centrifugal pump. Technical electrodynamics, (5), 90-96.

7. Boiko, V. S., & Sotnyk, M. I. (2015). Electrical modeling of workflows in electrical systems of water supply тetworks. Journal of Engineering Sciences2(2), 1-12.

8. Boiko, V. S., & Sotnyk, M. I. (2014). Electromagnetic process in an electric model of a centrifugal pump. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 91-98.

9. Lysenko, O. A. (2014). Energy saving modes of centrifugal pumps installations with asynchronous engines. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 325(4), 133-141.

10. Lysyak, V. G., Shelekh, Y. L., & Sabat, M. B. (2017). The steady-state modes of the complex “electrical supply system - pumping station”. Electrotechnic and computer systems, 25(101), 34-43.

11. Korenkova, T. V., & Kovalchuk, V. G. (2013). Identification of parameters of pumping complexes using the energy criterion. Engineering and educational technologies in electrical engineering and computer systems, 1(1), 14-20.

12. Kostyshyn, V. S., & Kurliak, P. O. (2015). Simulation of performance characteristics of centrifugal pumps by the electro-hydrodynamic analogy method. Journal of Hydrocarbon Power Engineering, 2(1), 24-31.

13. Sayed Ahmed Imran Bellary, & Abdus Samad (2015). Numerical Analysis of Centrifugal Impeller for Different Viscous Liquids. International Journal of Fluid Machinery and Systems, 8(1), 36-45. https://doi.org/10.5293/IJFMS.2015.8.1.036.

14. Ravi Shastri, Anjani Kumar Singh, & Manish Kumar Singh (2014). Analysis About Losses of Centrifugal Pump by Matlab. International Journal of Computational Engineering Research (IJCER), 04(9), 12-22.

15. Volk, M. (2013). Pump Characteristics and Applications (3rd Ed.). CRCPress.

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3371144
Сегодня
За месяц
Всего
14
7796
3371144

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2019 Содержание №6 2019 Создание объектно-ориентированной модели центробежного насоса на основе метода электрогидродинамической аналогии