Повышение эффективности мелиоративных насосных станций методом внедрения эжекции во всасывающие и напорные трубопроводы центробежных насосов

• Автор: Александров, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.СУЩЕСТВУЮЩИЕ СХЕМЫ ВОДОПОДЪЕМА В МЕЛИОРАЦИИ, ИХ ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

1.1. Традиционные схема водоподъема

1.2. Конструктивные схемы установок с применением струйных насосов

1.3. Системы заполнения всасывающих трубопроводов основных насосов

1.4. Методы расчета насосно-эжекторных агрегатов

Вывод

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ СТРУЙНЫХ НАСОСОВ

2.1. Цель, задачи и методы исследований
2.2. Экспериментальная установка
2.3. Методика проведения опытов и их обработка
2.4. Определение оптимальных геометрических параметров кольцевых
струйных насосов при т=4,8
Выводы
3.ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЛЬЦЕВОГО СТРУЙНОГО НАСОСА С ПОВЫШЕННЫМ КПД
3.1. Оптимальные гидравлические и геометрические параметры
3.2. Расчет критического докавитационного коэффициента эжекции струйного исследуемого аппарата
3.3 . Определение максимальных скоростей подсасываемого потока, определяющих докавитационный режим струйного насоса
3.4. Сопоставление опытных и расчетных значений максимальных относительных скоростей во внешней и внутренней областях подсасываемого потока
3.5.Методика расчета водоструйной установки с эжектором на всасывающей линии центробежного насоса
3.6. Методика расчета водоструйной установки с эжектором на напорной
линии центробежного насоса
Выводы
4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ С ЭЖЕКТОРОМ НА ВСАСЫВАЮЩЕЙ И НАПОРНОЙ ЛИНИИ НАСОСА-НАГНЕТАТЕЛЯ
4.1.Технологические схемы эксплуатации насосно-эжекторных агрегатов
4.2.Системы дренажа и водовоздушного резервуара
4.3.Автоматическое управление насосной станции
4.4.Расчет параметров насосов и трубопроводной сети
5.ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЖЕКТОРНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ С ВЫСОКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ УРОВНЕЙ В ИСТОЧНИКЕ
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Опытные характеристики испытываемого насоса для
геометрических характеристик «ш» 4,8,12. (Опыты 2-15)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В настоящее время подъем сельского хозяйства в Российской Федерации рассматривается правительством в качестве национального проекта. Для получения гарантированного урожая необходимо восстановить регулярное орошение сельскохозяйственных культур.
Известно, что забор воды на существующих мелиоративных насосных станциях с колебаниями уровня более 4 м затруднен из-за ограниченности высоты всасывания центробежных насосов. Многие мелиоративные насосные станции построены заглубленными, что экономически нецелесообразно.
Кроме того, на существующих мелиоративных насосных станциях, при необходимых малых напорах, устанавливается насосное оборудование с избыточной величиной напора, который из-за необходимости ввода агрегатов в оптимальный режим, гасят задвижками на напорных трубопроводах.
Изменить существующее положение возможно с помощью установки на всасывающих линиях насосных станций струйных насосов (эжекторов), или установкой дополнительных эжекторов на напорных трубопроводах, для использования избыточных напоров насосных агрегатов и получения дополнительной подачи воды на поля орошения.
Настоящей проблемой занимались многие ученые В.М.Папин, В,А. Бо-родзич, Г.Е. Мускевич, Х.Ш. Мустафин, П.Н. Каменев, В.П. Лахтин и др. /5,6,38,52,53,54,55,56,57,58,59,60,96,97,98,99,100
Внедрение данных схем в производство, ограничено из-за низких энергетических возможностей струйных насосов (КПД ниже 25%). /113
Повысить производительность насосно-эжекторных мелиоративных станций имеется возможность только путем оптимизации конструктивных решений рабочих элементов эжекторов. На поиск таких решений направлена настоящая научно-исследовательская работа.
Отсутствие рекомендаций и оптимальных компоновочноконструктивных и технологических решений водоподъема мелиоративными насосными станциями из водоисточников с колебаниями уровней более 4 м, и создание комплекса насосного оборудования комплектуемого центробежными и струйными насосами с высоким КПД, является актуальной проблемой, не разрешенной в достаточной степени до настоящего времени.
Цель работы - разработка эффективных конструктивных и технологических схем и методов расчета совместной работы центробежных и струйных насосов при колебаниях уровней в водоисточнике более 4 м и малой геометрической высоте подачи.

Вычислялись следующие параметры водоструйной установки:
- коэффициент эжекции

0 a (2-6>
где Qi - эжектируемый (подсасываемый) расход,
Qo - рабочий расход;
- энергия в сечении «d-d»,M
3J=Md+ Yg + , (2.7)
где Mj - показания манометра в сечении «d-d», м,
Vd- скорость воды в сечении «d-d», м/с, zd - высота расположения манометра над сечением «d-d», м,
Q2- суммарный расход, м3/с,
- площадь сечения «d-d», м2;
- энергия в сечении «f-f» ,м

Э/ - Mf +2g+ Z/’ (2-8)
где Mf- показания манометра в сечении «f-f», м,
Vf- скорость воды в сечении «f-f», м/с,
Zf- высота расположения манометра над сечением «f-f», м,
у ~ Q]
’ °>г
Qr суммарный расход, м3/с,
в* f - площадь сечения «f-f», м2;
- энергия в сечении «е-е» ,м

э’ = Me + 2 + Ze- <29> где Me - показания манометра в сечении «е-е», м,
Ve- скорость воды в сечении «е-е», м/с,
ZE - высота расположения манометра над сечением «е-е», м,