Моделювання режимів роботи відцентрових насосів на основі електрогідравлічної аналогії

Abstract

Дисертація присвячена розв’язанню важливої науково-практичної проблеми математичного моделювання відцентрових насосів магістральних нафтопроводів на основі узагальненої теорії кіл та методу електрогідравлічної аналогії. Розроблені теоретичні основи моделювання ідеалізованої гідравлічної машини та досліджені її теоретичні характеристики. Створена модель реальної відцентрової гідромашини в координатах дійсних чисел (скалярна модель) для визначення енергетичного балансу РВН на основі розрахунку взаємозв’язаних гідравлічних, об’ємних та механічних втрат на повному інтервалі функціонування машини. Синтезовані зручні для практичного використання спрощені тригонометричні та поліноміальні аналітичні вирази характеристики ВН у системі відносних одиниць, характерною особливістю яких є використання як головного конструктивного параметра РВН номінального значення розрахункового кута навантаження, визначення якого ведеться через каталогові параметри машини. Розроблено модель реальної відцентрової гідромашини в координатах комплексних чисел (комплексна модель), яка дає можливість аналітичного розрахунку характеристик ВН в залежності від частоти обертання колеса та в’язкості робочої рідини. Визначено шляхи використання моделей ВН для оптимізації режимів перекачувальних станцій магістральних нафтопроводів та розрахунку економічної ефективності впровадження на них регульованого тиристорного електроприводу. Створено банк розрахункових режимних параметрів для моделювання серії РВН магістральних нафтопроводів та впроваджено основні результати дисертаційної роботи в рамках держбюджетної і господарсько-договірної робіті та у навчальний процес ІФНТУНГ.

Диссертация посвящена решению важной научно-практической проблемы математического моделирования центробежных насосов со спиральным отводом на основе обобщенной теории цепей и метода электрогидравлической аналогии.

The dissertation is devoted to solving of the important scientific and practical problem of mathematical modeling of centrifugal pumps (CP) of oii pipelines on the basis of the generalized theory of circuits and a method of electrohydraulic analogy. The theoretical bases of modeling of the idealized hydraulic machine have been developed and its theoretical characteristics have been investigated. The created model of the real centrifugal hydraulic machine in real numbers coordinates (scalar model) has been created for determining power balance CP on the basis of calculation of the interconnected hydraulic, volumetric and mechanical losses on a full interval of functioning of the machine. Convenient tor practical use and simplified trigonometric and polynomial analytical expressions of characteristic CP in system of relative units have been synthesized. Their prominent feature is using the rating value of a settlement angle of loading as main design data CP. Its deterermining is conducted through machine catalogue parameters. The model of the real CP in coordinates of complex numbers (complex model) which enables analytical calculation of characteristics of the pump depending on frequency of rotation of a wheel and viscosity of a working liquid has been developed. Ways of using CP models for optimization of modes of pumping over main oil pipelines stations and calculation of economic efficiency of introduction the thyristor variable-speed control electric drive have been determined. The catalogue of settlement regime parameters for modeling series CP for main oil pipelines has been created and the basic results of dissertation work have been introduced.