Совершенствование методов расчета переходных процессов в системах водоподачи со стабилизаторами давления

• Автор: Греков, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения.

Введение.

1 Современное состояние теории переходных процессов в напорных системах водоподачи

1.1 Причины возникновения переходных процессов в напорных системах водоподачи.

1.2 Определение скорости распространения волны гидравлического удара.

1.3 Уравнения, описывающие переходные процессы в напорных системах водоподачи с насосными станциями.

2. Мероприятия по снижению давления в напорных системах водоподачи.

2.1 Существующие средства гашения колебаний давления в трубопроводных системах

2.2 Конструкция стабилизаторов давления для систем водоподачи

2.2.1 Пневмастабилизаторы давления

2.2.2 Стабилизаторы давления с упругими камерами
2.2.3 Стабилизаторы давления с упругими сильфонами
2.3 Существующие зависимости для определения параметров стабилизаторов давления.
3 Особенности расчета движения свободной жидкости в стабилизаторе давления с выносными камерами.
3.1 Обобщенная математическая модель стабилизатора.
3.2 Линейная модель стабилизатора давления.
3.3 Свободные колебания жидкости.
3.4 Апериодическое движение жидкости.
3.5 Нелинейная модель стабилизатора давления.
3.6 Вынужденное движение жидкости в стабилизаторе
3.7 Расчет движения жидкости в стабилизаторе давления
3.8 Методика расчета переходных процессов, с учетом пневмостабилизатора.
4 Экспериментальные исследования переходных процессов в напорных системах водоподачи.
4.1 Описание объекта, принятого для проведения исследований.
4.2 Исследования стабилизаторов давления для предотвращения гидравлических ударов в реальных условиях эксплуатации систем водоснабжения.
4.3 Оценка ошибок измерений.
4.4 Сопоставление результатов расчетов с результатами натурных экспериментов.
Заключение
Литература


Непременным и важнейшим условием повышения надежности работы напорных трубопроводов следует считать создание эффективных средств борьбы с гидравлическим ударом, рациональную их расстановку на водоводах и правильный подбор последних с учетом технических характеристик используемого оборудования. В настоящее время нет общих методов расчета переходных процессов для напорных трубопроводов с учетом стабилизаторов давления, позволяющих обеспечивать повышение надежности сооружений и снижение затрат на их эксплуатацию. Вышеизложенным подтверждается актуальность темы настоящей диссертации. Личный пклах( автора заключается в усовершенствовании им математической модели и создании алгоритма и программы расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи с использованием стабилизаторов давления для гашения гидравлического удара, проведении расчетов на компьютере, разработке рекомендаций по снижению динамических нагрузок на трубопроводы и оборудование. Практическая ценность работы. Реализация предложенной математической модели в компьютерном программном комплексе позволяет проводить расчеты переходных процессов в напорных водоводах, возникающих при аварийных отключениях насосных агрегатов, с учетом действия стабилизаторов давления для данной конструктивной схемы. Сосновка-4», расположенной в п. Троице-Лыково, г. Москва. Реализация работы. Результаты исследований позволили разработать предложения по защите напорных водоводов от гидравлического удара и в значительной мере исключить аварии от внутрисистемных возмущений, вносимых работой отдельных элементов самой трубопроводной системы, изменением режима водоподачи, срабатыванием запорной арматуры, аварийном отключении подачи электропитания и т. Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались на заседаниях кафедр «Гидравлика» и «Насосы и насосные станции» а также на научно-технических конференциях МГУП в г. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии (4 наименования, на иностранных языках), приложения и содержит 3 страниц текста (включая 2 страницы приложения), рисунка и 3 таблицы. Переходный процесс - это переход из одного условного стационарного режима в другой с изменением таких параметров как давление, скорость движения воды, частота вращения ротора агрегата и пр. При плановых и аварийных остановках насосных агрегатов, при их пусках, изменении частоты вращения насосных агрегатов, закрытиях запорной арматуры, заполнениях трубопроводов водой возникают переходные процессы, которые влияют на повышение давления в напорных системах водоподачи. Гидравлические удары, возникающие в результате изменения времени открытия запорной арматуры, можно избежать, изменяя режим закрытия и открытия. При закрытой запорной арматуре насосы отключены от трубопроводов, поэтому переходные процессы происходят лишь в самих насосных агрегатах и не распространяются на всю систему. Параметры напорных систем водоподачи во время их работы непрерывно изменяются, вследствие чего, деление процессов на переходные и стационарные является условным. При стационарных режимах происходят незначительные изменения параметров, они относительно невелики и их можно не учитывать. Во время стационарного режима работы насоса развиваемый им напор затрачивается на подъем воды на высоту Нг (равную разности отметок воды в водоприемнике и водоисточнике), на преодоление местных гидравлических сопротивлений и на трение по длине трубопровода. Так же, зависимость между напором насоса и его подачей определяется его напорной характеристикой. IIг + 5(2“. При отключении двигателя частота вращения начинает уменьшаться, одновременно с ней ухменьшается и подача воды насосом, и его напор, так как момент, развиваемый им, становится равным нулю. При уменьшении напора насоса будет снижаться давление в начале трубопровода, оно начнет распространяться по нему в виде волн пониженного давления. Давление в сечении трубопровода, примыкающего к резервуару, будет постоянным, если принять уровень воды в резервуаре постоянным.