Науковий вісник НГУ

Оптимальне керування динамічними навантаженнями в насосному комплексі з регульованою трубопровідною арматурою

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 04 серпня 2016

Опубліковано: 04 серпня 2016

Перегляди: 3675

Authors:

М.В.Загірняк, член-кор. Нац. акад. пед. наук, д-р техн. наук, проф., Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.М.Кравець, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Т.В.Коренькова, канд. техн. наук, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Визначення оптимального закону керування електроприводом запірно-регулюючої засувки, що забезпечує зміну тиску в гідромережі у припустимих межах і мінімальний час керування арматурою в аварійних ситуаціях за раптового відключення енергопостачання системи.

Методика. Обґрунтовано метод керування електроприводом запірно-регулюючої трубопровідної арматури з урахуванням нелінійної залежності коефіцієнта гідравлічного опору засувки від відносного ступеня її відкриття. З використанням апарату телеграфних рівнянь і методу кінцевих елементів розроблена математична модель насосного комплексу, що враховує хвильові процеси в гідромережі при керуванні трубопровідною арматурою з електроприводом. Шляхом використання методу динамічного програмування визначено оптимальний закон керування електроприводом засувки в аварійних режимах роботи насосного комплексу.

Результати. Доведено, що ефективним способом зниження динамічних навантажень у насосному комплексі є формування нерівномірного керування електроприводом трубопровідної арматури. Запропоновано критерій якості замкненої електромеханічної системи зниження динамічних навантажень у насосному комплексі. Обґрунтовані вагові коефіцієнти при складових критерію якості в аварійних і експлуатаційних режимах його роботи. Визначено оптимальний закон керування частотно-регульованим електроприводом засувки, що забезпечує зміну тиску в гідросистемі у припустимих межах і найбільш швидке керування трубопровідною арматурою в аварійних ситуаціях.

Наукова новизна. Теоретично доведено доцільність формування нерівномірного закону керування електроприводом запірно-регулюючої трубопровідної арматури, що враховує нелінійну залежність коефіцієнта гідравлічного опору від відносного ступеню відкриття на всьому інтервалі переміщення її робочого органу. Уперше запропонована математична модель насосного комплексу, що дозволяє досліджувати вплив різних законів керування трубопровідною арматурою на величину динамічних навантажень у трубопровідній мережі, які викликані виникненням гідравлічних ударів в аварійних і експлуатаційних режимах його роботи.

Практична значимість. Обґрунтована структура електромеханічної системи зниження динамічних навантажень у трубопровідній мережі на базі частотно-регульованого електроприводу запірно-регулюючої засувки з резервним джерелом електропостачання, що дозволить виключити неприпустиме підвищення тиску в гідромережі, продовжити строк служби технологічного обладнання, підвищити надійність і ефективність функціонування насосного комплексу в аварійних режимах роботи.

References / Список літератури

1. Roy, J.K., Roy, P.K. and Basak P., 2011. Water hammer protection in water supply system: A new approach with practical implementation. Proceedings of ICCIA Kolkata, pp. 1–6.

2. Manlin Zhu, Xiaohong Zhang, Yanhe Zhang, and Tao Wang, 2006. Study on Water Hammer Prevention in Pumping Water Supply Systems by Multi-valves. Proceedings of ICHIT Cheju Island, pp. 342–346.

3. Wu Juan and Kou Ziming, 2010. Study on the dynamic characteristic of the controllable gate valve in the mine automatic draining system. Proceedings of ICAEE Beijing, pp. 35–39.

4. Dudlik, A., Schlüter, S., Hoyer, N. and Prasser, H.-M., 2003. Pressure surges – experimental investigations and calculations with software codes. Proceedings of IAHR Stuttgart, pp. 12–23.

5. Bergant, A. and Simpson, A.R.,1991. Water Hammer Analysis of Pumping Systems for Control of Water in Underground Mines. Proceedings of Mine Water Congress Ljubljana, pp. 9–20.

6. Larock, B.E., Jeppson, R.W. and Watters, G.Z., 2000. Hydraulics of pipeline systems. Florida: CRC Press LLC.

7. Nicolet, A.C., Kaelbel, T., Alligne, S., Ruchonnet, N., Allenbach, P., Bergant, A. and Avellan F., 2011. Simulation of Water Hammer Induced Column Separation through Electrical Analogy. Proceedings of Cavitation and Dynamic Problems in Hydraulic Machinery and Systems, pp. 1–9.

8. Zagirnyak, M.V., Kravets, А.M. and Korenkova, T.V., 2012. Determination of the power of pipeline valves regulated electric drive. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika, Vol. 3, pp. 24–28.

9. Zagirnyak, M.V., Rodkin, D.I. and Korenkova, T.V., 2014. Estimation of energy conversion processes in an electromechanical complex with the use of instantaneous power method. In: Proceedings of 2014 IEEE 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC). Antalya, Turkey, pp. 238–245.

03_2016_Zagirnyak
2016-07-29  1.03 MB  858

• < Попередня