CC BY
28
Работа бетононасосов в сети
УДК 621.22: 532
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАЛЛЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСОВ ВЫСОКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Н.Л. Великанов1, В.А. Наумов2, С.И. Корягин3 13Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта (БФУ им. Канта), 236041, г. Калининград, ул. А. Невского, 14;
2Калининградский государственный технический университет (КГТУ),
236000, г. Калининград, Советский пр., 1
Особенностью эксплуатации канализационных систем является неравномерность их нагрузки. Например, в системе жилищно-коммунального хозяйства выделяется суточная неравномерность. Поэтому актуальной является задача обеспечения работы системы с различными расходами при высоком к.п.д. Рассмотрен компьютерный расчет нагрузочных характеристик при параллельном соединении канализационных насосов высокой производительности. Представлены зависимость напора, мощности, к.п.д. от подачи двух насосов при параллельном соединении. Построены аналогичные характеристики для трех параллельно соединенных насосов. Исследован изменение к.п.д. для системы с различным количеством подключаемых насосов. Показана высокая эффективность функционирования систем с возможностью варьирования числа подключаемых насосов.
Ключевые слова: канализационный насос, напорная характеристика, параллельное соединение насосов, гидравлическая характеристика
CHARACTERISTICS OF HIGH PERFORMANCE PARALLEL CONNECTED SEWAGE PUMPS
N. L. Velikanov, V. A. Naumov, S. I. Koryagin
The Baltic federal university of Immanuil Kant (BFU of Kant), 236041, Kaliningrad, st. A. Nevsky, 14;
Kaliningrad State Technical University (KSTU), 236000, Kaliningrad, Sovetsky Ave., 1
The peculiarity of the operation of sewer systems is the unevenness of their load. For example, in the system of housing and communal services allocated daily unevenness. Therefore, the actual task is the operation of the system with different volumes of pumped liquid while ensuring high efficiency. The computer calculation of load characteristics at parallel connection of sewer pumps of high productivity is considered. The dependence of the pumped liquid volume, power, efficiency are presented. from the supply of two pumps in parallel connection. Similar characteristics are constructed for three parallel connected pumps. Change of efficiency is investigated. for systems with different number of connected pumps. The high efficiency of the systems functioning with the possibility of varying the number of connected pumps is shown.
Keywords: sewage pump, pressure characteristic, parallel connection of pumps, hydraulic characteristic
Процессы, происходящие при эксплуатации центробежных насосов, привлекают внимание многих исследователей [1 - 3]. Среди большого количества разновидностей можно выделить канализационные насосы [4 - 6]. Обычно определение характеристик при параллельном соединении центробежных насосов проводят графическим методом [6-8]. Он не позволяет добиться высокой точности, особенно при использовании 3-х и более агрегатов. В данной статье рассмотрен компьютерный рас-
чет нагрузочных характеристик при параллельном соединении канализационных насосов высокой производительности.
Используем ранее полученные результаты [4] подбора аналитических зависимостей напора от подачи и затраченной мощности от подачи насосов типа К8К [9] в форме парабол (рис. 1-2):
Я(^) = ао + «1^ + а2^2; (1)
= Ьо + ЬЛ + Ъ202. (2)
1Великанов Николай Леонидович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой машиноведения и технических систем, БФУ им. И. Канта, тел. 8 (4012) 595 585; e-mail: monolit8@yandex.ru;
2Наумов Владимир Аркадьевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой водных ресурсов и водопользования, КГТУ, тел. 8 (4012) 99 53 37; e-mail: vladimir.naumov@klgtu.ru;
3Корягин Сергей Иванович - доктор технических наук, профессор, директор инженерно - технического института, БФУ им. И. Канта, тел. 8 (4012) 595 585; e-mail: SKoryagin@kantia.na.ru
Н.Л. Великанов, В.А. Наумов, С.И. Корягин
Н.
25
20
15
10
1
метода наименьших квадратов. Результаты расчетов представлены в табл. 1.
N. кВт
1
1.5
2.5
е, мз/с
550 500 450 400 350 300 250
Л—1
3
—•-•—1
1
1.5
2 2.5 3 в, м7с
Рисунок 2 - Зависимость затраченной мощности насосов ^N3.230.800.10.5^ от подачи: 1 - Б =
845 мм; 2 - Б = 805 мм; 3 - Б = 765 мм; точки - экспериментальные данные [9], линии - расчет по (2)
Рисунок 1 - Напорные характеристики канализационных насосов ^N3.230.800.10.5^ с диаметром рабочего колеса: 1 - Б = 845 мм; 2 - Б = 805
мм; 3 - Б = 765 мм; точки - экспериментальные данные [9], линии - расчет по (1)
В зависимостях (1) и (2) численные зна- .
чения коэффициентов определены при помощи
Таблица 1 - Численные значения коэффициентов аппроксимация для насосов ^N3.230.800.10.5^
№ Диаметр рабочего ко- Коэффициенты аппроксимации
пп леса Б, мм аю аи ai2 Ью Ьи Ьi2
1 845 23,44 2,762 -1,952 328,6 256,84 —29,68
2 805 20,42 2,592 -2,032 267,04 147,67 —32,57
3 765 17,73 2,066 -2,027 219,37 128,66 -34,08
Считая (1) квадратным уравнением, выразим из него подачу 1-го насоса:
N(H) = ъищ М) = Щ^ШЮ)- (7)
а1 = гт = 1/-2а.2-(щ1 +
а?1-4а/
(2
(«(0 - Ю
(4)
При параллельном соединении п насосов общая подача будет равна сумме при одинаковом напоре Н:
С = АЯ) = 1Г=1ЖЯ). (5)
Для получения напорной характеристики системы параллельных насосов требуется выразить напор через подачу из формулы (5), что можно сделать численным методом. Сначала рассмотрим работу системы двух насосов, когда насос 3 на рис. 3 не подключен. На рис. 4 так получена линия 3 при использовании характеристик насосов 1 и 2 из табл. 1.
Рассмотрим алгоритм расчета насосов, работающих на сеть. Пусть гидравлическая характеристика сети задается следующей зависимостью
НТР = 5 + 0,15 • Q2. (6) На рис. 4 пересечение линий 1 - 3 с 4 - это рабочие точки соответственно при работе в сети одного или двух насосов одновременно.
Затраченную мощность системы двух насосов выражается через Н так:
Рисунок 3 - Параллельное соединение насосов
4 5 6 7 О, м ус Рисунок 4 - Зависимость напора от подачи: 1 - Б
= 845 мм; 2 - Б = 805 мм; 3 - двух насосов при параллельном соединении, 4 - характеристика сети
Тогда коэффициент полезного действия системы рассчитывается по формуле:
Характеристики параллельно соединенных канализационных насосов ...
Ч = 100-Мп/Ы, ип = 9-Р'Я-Ш), (8)
где Мп - полезная мощность;
g - ускорение свободного падения; р - плотность перекачиваемой смеси.
На рис. 6 пересечение линий 1 - 4 с 5 - это рабочие точки соответственно при работе в сети одного или трех насосов одновременно.
Рассчитаем параметры рабочих точек насосных установок (табл. 2)
Рисунок 5 - Мощность (а) и КПД (б) двух насосов при параллельном соединении:
1 - затраченная мощность; 2 - полезная мощность Н, м
25 20 15 10 5
ч\\3 \v\ 5„
\\\
\ \
0
ю о , м /с
Рисунок 6 - Зависимость напора от подачи: 1 - Б = 845 мм; 2 - Б = 805 мм; 3 - Б = 765 мм; 4 - трех насосов при параллельном соединении; 5 - характеристика сети
10 м'/с 6 7 8 9 10 а) б)
Рисунок 7 - Мощность (а) и КПД (б) трех насосов при параллельном соединении:
1 - затраченная мощность; 2 - полезная мощность
Таблица 2 - Параметры рабочих точек насосных установок
Подключены насосы Q, м3/с H, м N, кВт П, %
Первый 3,69 7,04 503 50,6
Первый и второй 6,25 10,85 942 74,2
Первый, второй и третий 7,62 13,70 1303 83,6
Литература
1. Atoyebi A.A., Akinnuli B.O., Ajobo J.A. Total dynamic head determination model for submersible pumps installation // International Journal of Applied Science and Technology. 2015. V. 5, No 1. P. 95-102.
2. Habibov I.A, Abbasova S.M. Calculation of reliability of submersible electrical pumps on base of censored
samples processing of service data // International Journal of Engineering Science and Innovative Technology. 2016. V. 5, No 1. P. 48-54
3. Великанов Н.Л., Наумов В.А., Корягин С.И. Методика выбора центробежных скважинных насосов типа ЭЦВ // Технико-технологические проблемы.
сервиса. - 2017. - № 1 (39), 2017. - С. 18-21.
4. Великанов Н.Л., Наумов В.А., Примак Л.В. Обобщенные характеристики канализационных насосов высокой производительности // Механизация строительства. - 2017. - Т. 78, № 10. - С. 32-36.
5. Федоров С.В., Васильев В.М., Телятникова А.М. Разработка принципиальной модели канализационной сети // Вестник гражданских инженеров. - 2018. - № 2(67). - С. 168-174.
6. Березин С.Е. Основы расчета и конструирования канализационных насосных станций с агрегатами погружной установки // ЗАО «ГрандТехСервис» [Электронный ресурс]. URL: http://grand-ts.ru/files/files/calculation_.pdf (дата обращения: 21.08.2019).
7. Мрочек В.И., Мрочек Т.В., Бураков А.С. Исследование центробежных насосов и способов регулирования их подачи // Вестник Белорусско-Российского университета. - 2012. - № 2 (35). - С. 50-56.
8. Твердохлеб И.Б., Визенков Г.В., Бирюков А.И., Беккер Л.М. Нефтяные магистральные насосы: параллельное или последовательное включение на НПС? // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2011. - № 2. - С. 17-19.
9. Grundfos. Catalogs. Канализационные центробежные насосы KSN. [Электронный ресурс]. - URL: http://ru.grundfos.com/documentation/catalogs.html (дата обращения: 21.08.2019).
УДК 625.7
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ОБОСНОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ УЧАСТКОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
С.В.Кириллов1, Н.Н.Романов2
1 Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого
(СПбПУ), 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29 2Научно-исследовательский институт (военно-системных исследований МТО ВС РФ),
191123, Санкт-Петербург, Воскресенская наб., 10А
Данная статья посвящена анализу существующих обоснований геометрических характеристик участков автомобильных дорог для назначения их реконструкции, капитального ремонта, ремонта или просто мероприятий содержания, которые обеспечат рациональные значения эксплуатационных показателей этих участков. Описывается методология обоснования геометрических характеристик, используя экономические показатели.
Ключевые слова: критерии эффективности, рациональная потребность, расчетная пропускная способность, экономическое содержание эксплуатационного показателя, восстановление участков автомобильных дорог, система с управлением.
IMPROVEMENT OF THE METHODOLOGY OF JUSTIFICATION OF GEOMETRIC CHARACTERISTICS OF THE RESTORED SECTIONS OF HIGHWAYS
S. V. Кириллов, N. N. Романов
Saint-Petersburg State Polytechnical University of Peter the great (SPbPU), 195251, St. Petersburg, UL. Polytechnicheskaya, 29 d.
Research Institute (military system researches MTO the armed forces), 191123, Saint-Petersburg, Voskresenskaya St., 10A This article is devoted to analysis of existing studies of geometric characteristics sections of roads for the appointment of their reconstruction, overhaul, repair, or just events content, which will provide a rational the value of the performance of these sites. Describes the methodology of justification of geometric characteristics, using economic indicators.
Keywords: criteria of efficiency, the rational need, estimated throughput, the economic content of the maintenance indicator, restoration sites, roads, with the Office System
Эксплуатационные качества автомобильных дорог (АД) в значительной мере предопределяются их техническими характеристиками и эксплуатационным состоянием. Они закладываются при проектировании строящихся
и восстанавливаемых участков путем применения обоснованных технических нормативов на элементы плана, продольного и поперечных профилей.
1Кириллов Сергей Васильевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры дороги, мосты и транспортные тоннели, СПбПУ, тел.: +7 911 946 50 87, e-mail: kirillov_sv@spbstu.ru;
2Романов Николай Николаевич - доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник, тел. 8 (812)578-82-22, e-mail: vamto_7@mil.ru
