Разработка научных основ управления вибрацией гидродинамического происхождения в центробежных насосах магистральных нефтепроводов

• Автор: Перевощиков, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 347 с. : ил.

1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВИБРАЦИИ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ И В СМЕЖНЫХ С НЕЙ ОБЛАСТЯХ
1.1. Анализ исследований по изучению параметров потока в рабочем колесе центробежного насоса
1.2.Анализ исследований, посвященных пульсациям давления в центробежных насосах
1.3. Проявление гидродинамической вибрации у насосов магистральных нефтепроводов
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ
2. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕМЕНТАХ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ НА ОСНОВЕ КВАЗИОДНОМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ ТЕЧЕНИЯ
2.1. Снижение напора насоса от инерционного движения жидкости
в его рабочем колесе
2.2. Потери энергии от взаимодействия различных видов движения жидкости в рабочем колесе насоса
2.3. Динамические потери энергии в отводах центробежных
насосов
2.3.1. Потери напора от контакта потока с кромкой языка спирали отвода
2.3.2. Потери напора от расширения потока в отводе
2.4. Потери напора от вязкостного течения жидкости в пристенной области проточной части насоса
2.5. Расчет напора центробежных насосов
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ
3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОД РАСЧЕТА КВАЗИТРЕХМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ В МЕЖЛОПАСТНОМ КАНАЛЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
3.1. Геометрическая модель проточной части центробежного насоса
3.2. Модель периодически-квазитрехмерного потока в межлопастных каналах
3.3. Модель и метод расчета квазитрехмерного течения в межлопастном канале рабочего колеса центробежного насоса
3.4. Расчет распределения скоростей и давлений по обводам
проточной части рабочего колеса центробежного насоса
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ
4. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ВИБРАЦИИ В НАСОСАХ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА
4.1. Разработка физической модели гидродинамической вибрации
в насосах центробежного типа
4.2. Определение сил, вызывающих вибрацию, при рассмотрении
гидродинамических процессов в центробежных насосах с позиции
квазиодномерной модели течения жидкости
4.2.1. Определение силового взаимодействия потока жидкости при входе в колесо с лопастями рабочего колеса центробежного насоса
4.2.2. Определение силового взаимодействия потока жидкости
с лопастями шнека при входе потока в шнек шнеко-центробежного насоса
4.2.3. Определение взаимодействия между транзитным и
инерционным движениями
4.3. Определение сил, вызывающих вибрацию, при рассмотрении гидродинамических процессов в центробежных насосах с позиции квазитрехмерной модели течения жидкости
4.4. Математическая модель гидродинамической вибрации центробежных насосов при недогрузке их по подаче
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
5.1. Экспериментальная проверка зависимостей для определения параметров технологической вибрации центробежных насосов
5.2. Экспериментальная проверка расчетных зависимостей для определения параметров технологической вибрации шнекоцентробежных насосов
ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
НАСОСОВ НА ВСАСЫВАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ
НАСОСОВ
6.1. Анализ существующих исследований в области всасывающей способности центробежных насосов
6.2. Определение обобщающего параметра, характеризующего кавитационные свойства центробежных насосов
6.3. Расчет кавитационного параметра центробежных насосов
6.3.1. Зона автомодельности кавитационных процессов
6.3.2. Переходная зона от автомодельности к частной
автомодельности кавитационных процессов

пульсаций давления в области рабочего колеса, в частности, наиболее интенсивно на входе в колесо. Характерной частотой пульсаций при этом является лопастная частота.
В-третьих, в анализируемых актах испытаний отмечается сверхнормативная вибрация агрегата лишь в узком спектре частот, отвечающем лопастной частоте обследованных агрегатов.
Проведенный анализ работ, выполненных в рассматриваемой области, показал, что объективно существует определенная физическая связь между основными конструктивными параметрами насосов, режимами их работы и уровнем вибрации насосных агрегатов при отклонении режима их работы от оптимального. Тот же анализ свидетельствует о том, что существующие по исследуемой проблеме работы, а также работы в смежных с ней областях, не вскрывают конкретных причин технологической вибрации центробежных насосов; имеющиеся в этом направлении исследования носят относительно фрагментарный характер с преимущественно эмпирическим уклоном, не имеют достаточной обобщающей теоретической базы.
Такое состояние в исследовании рассматриваемой проблемы требует для достижения более действенных результатов подходить к . решению исследуемого вопроса в первую очередь с теоретических позиций на достаточно обоснованной физической базе.
Сформулированное требование о теоретическом подходе подразумевает его реализацию на современном научном уровне. В настоящее время подобные задачи в гидродинамике решаются на основе модели пространственного турбулентного течения жидкости. Применительно к конкретно решаемой задаче данная модель может быть представлена несколькими способами, отличающимися различной степенью адекватности реально наблюдаемым явлениям. Возможные варианты представления модели приведены на нижеследующем рис. 1.6.