Научное обоснование методов расчетов переходных процессов в напорных системах водоподачи с насосными станциями

• Автор: Бегляров, Давид Суренович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 311 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ

1.1. Причины возникновения переходных процессов в напорных системах водоподачи

1.2. Обзор состояния вопроса использования различных моделей переходных

процессов в напорных системах

1.3. Гидравлические сопротивления при неустановившемся движении

жидкости в трубопроводах

1.4. Скорость распространения волн

1.5. Кавитационные разрывы сплошности потока

1.6. Механические и электрические переходные процессы

1.7. Начальные и краевые условия

1.8. Методы решений уравнений, описывающих переходные процессы
в напорных системах
Выводы по главе
2. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ДАВЛЕНИЯ
В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ
Выводы по главе
3. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ
3.1. Уравнения, описывающие переходные процессы
3.2. Методика расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи
Выводы по главе
4. АЛГОРИТМ РАСЧЕТА И РЕАЛИЗУЮЩИЕ ЕГО ПРОГРАММЫ
4.1. Расчетно-теоретические исследования переходных процессов в ЗОС,
связанных со сбросом воды через ПСУ
4.2. Расчетно-теоретические исследования переходных процессов на протяженных водоводах крупных диаметров с учетом установки КВЗВ и разрывных мембран
4.3. Расчетно-теоретические исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи с несколькими последовательно работающими насосными станциями
4.4. Методика расчета переходных процессов в напорных системах
водоподачи при установке резервуаров для впуска воды
Выводы по главе
5. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ С НАСОСНЫМИ СТАНЦИЯМИ
5.1. Влияние момента от трения в опорах обратного клапана на время его закрытия
5.2. Влияние гидравлического сопротивления сбросного устройства
на изменение давления при переходных процессах
5.3. Влияние режима закрытия обратного клапана с регулируемым
закрытием тарели на протекание переходных процессов
5.4. Влияние места присоединения водовоздушного резервуара к напорному трубопроводу
и параметров соединительной линии на протекание переходных процессов
5.5. Влияние характеристик противоударного сбросного устройства
на протекание переходных процессов
5.6. Влияние клапанов для впуска и защемления воздуха
на протекание переходных процессов
5.7. Расчет переходных процессов, возникающих при отключениях
насосных станций работающих в каскаде
5.8. Влияние резервуаров для впуска воды на протекание переходных процессов
Выводы по главе
6. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Задачи экспериментальных исследований
6.2. Методика проведения экспериментальных исследований
6.3. Измерительные приборы
6.4. Оценка ошибок измерений
6.5. Объекты напорных систем водоподачи с насосными станциями
для проведения экспериментальных исследований
Выводы по главе
7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОПОДАЧИ С НАСОСНЫМИ СТАНЦИЯМИ
7.1. Экспериментальные исследования переходных процессов,
возникающих при отключениях основных насосных агрегатов
7.2. Экспериментальные исследования влияния водовоздушного резервуара на протекание переходных процессов при отключениях основных насосных агрегатов
7.3. Экспериментальные исследования по определению возможности сброса воды из напорных линий через насосы для предотвращения недопустимого повышения давления в напорных коммуникациях
при отключениях основных насосных агрегатов
7.4. Экспериментальные исследования по определению эффективности ограниченного сброса воды из напорных линий через насосы по обводным
линиям к обратньм клапанам для снижения давления в напорных коммуникациях
7.5. Экспериментальные исследования по определению
гидравлического сопротивления обводной линии
7.6. Экспериментальные исследования по определению скорости
распространения волн изменения давления
7.7. Экспериментальные исследования по обоснованию применения предохранительных сбросных устройств для защиты трубопроводов оросительных сетей
7.8. Экспериментальные исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи с последовательно работающими насосными станциями
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А - удельное сопротивление трубопровода
а - скорость распространения волн изменения давления
/3 - относительная частота вращения ротора насосного агрегата
<1 - диаметр трубопровода
g - ускорение свободного падения
0 В2 - маховой момент насосного агрегата Н- напор
Нг - геодезический напор Нн - напор насоса IIтр - напор в трубопроводе Ьт - потери напора
Мд - момент, развиваемый электродвигателем Мн~ момент сопротивления насоса т - число ниток трубопровода А" - мощность насоса
п - частота вращения вала насосного агрегата Р - давление £> - расход <2Н- подача насоса
5 - коэффициент гидравлического сопротивления
1 - время
А( - шаг по времени
V - скорость движения воды
х - координата
Ах - шаг по координате
г - отметка оси трубопровода
<р - волна изменения давления, распространяющаяся в направлении начальной скорости

Гаситель гидравлического удара конструкции УкрНИИГиМ относится к гасителям мембранного типа. Наличие в конструкции клапана мембраны позволяет сбрасывать часть воды из трубопровода за счет ее отжима от подводящего пат->убка в результате возникновения разницы в давлении по обе стороны мембраны три гидравлическом ударе. К недостаткам клапана можно отнести большой сброс юды при его зарядке.
Для гашения гидравлических ударов, возникающих при пуске и остановке гасосных агрегатов, предназначен поршневой клапан-гаситель конструкции ЛИ--ЇЖТ. Клапан относится к гасителям дифференциального действия с гидравлической нагрузкой. Он реагирует только на значительную разность давлений. Пружи-іа, являющаяся одним из элементов гасителя, в данной конструкции, в отличие от іружинньїх клапанов, выполняет только функции амортизатора, смягчающего уда->ы при подъеме и опускании тарели клапана. Усилие, необходимое для плотного сакрытия клапана, создается за счет гидравлической передачи давления.
К гасителям дифференциального действия с гидравлической нагрузкой относится и гаситель системы ИМ.Лапшина. Главное его отличие от клапана системы ШИЖТ состоит в наличии резиновых диафрагм и колпака с воздухом, выполняюще-■о роль амортизатора. К недостаткам клапана можно отнести возможность образованы на резиновых диафрагмах остаточных деформаций и большую массу гасителя.
В качестве гасителя гидравлического удара может быть использован унифицированный гаситель конструкции В.Д.Килимника, относящийся также к кла-іанам дифференциального действия, самонастраивающийся на давление в трубо-іроводе. Сброс воды из трубопровода, обеспечивающий гашение удара, произво-щтся клапаном при гидравлическом ударе, начинающемся как с волны повыше-шя давления, так и с волны понижения давления.
Для защиты трубопроводов от недопустимого повышения давления могут >ыть использованы устройства, разработанные во ВНИИМиТП ВНПО «Радуга»: іротивоударньш клапан КЗГ-120 (рис. 2.7) и предохранительное сбросное устройство ПСУ-100 (рис. 2.8).