Підвищення надійності енергетичних насосів методом зниження коливань витрат та тиску в трубопровідних системах

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 – теплові та ядерні енергоустановки. Одеський національний політехнічний університет Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2017. Мета роботи – дослідження методів зниження коливань тиску в напірних магістралях насосів високого тиску, вибір розрахунок і випробування демпфуючих пристроїв для зниження коливань тиску до заданої межі, а також контроль і профілактика режиму зриву роботи насосів високого тиску. Відповідно до поставленої мети в роботі були проаналізовані умови виникнення явищ зриву роботи насосів при перекачуванні насичених і скипаючих середовищ, а також досліджені рівні коливань тиску і методи їх зниження. Виконано аналітичне дослідження режимів роботи насосів високого тиску, зокрема резонансних режимів, а також аналітичне та експериментальне дослідження пристроїв різного типу для зниження коливань тиску в насосах. Для розрахунку конструкції гасителя коливань тиску був використаний метод динамічного гасіння коливань, який раніше використовувався в механіці. Був розроблений експериментальний стенд, на якому апробовані розроблені гасителі коливань тиску і виконано фізичне дослідження режиму зриву роботи насоса і розробленого в роботі. Результати експериментів добре узгоджуються з проведеними теоретичними дослідженнями. Виконано аналітичне та експериментальне дослідження режиму зриву роботи поршневих насосів, а також розроблено і фізично досліджено пристрої для контролю режиму зриву. Результати експериментів показали якісну і кількісну згоду з результатами розрахунків, отриманих аналітично.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 – тепловые и ядерные энергоустановки. Одесский национальный политехнический университет Министерства образования и науки Украины, Одесса, 2017. Цель работы – исследование методов снижения колебаний давления в напорных магистралях насосов высокого давления, выбор расчет и испытание демпфирующих устройств для снижения колебаний давления до заданного предела, а также контроль и профилактика режима срыва работы насосов высокого давления. В соответствии с поставленной целью в работе были проанализированы условия возникновения явлений срыва работы насосов при перекачивании насыщенных и вскипающих сред, а также исследованы уровни колебаний давления и методы их снижения. Выполнено аналитическое исследование режимов работы насосов высокого давления, в частности резонансных режимов, а также аналитическое и экспериментальное исследование устройств различного типа для снижения колебаний давления в насосах. Для расчета конструкции гасителя колебаний давления, был использован метод динамического гашения колебаний, ранее использовавшийся в механике. Был разработан экспериментальный стенд, на котором апробированы разработанные гасители колебаний давления и выполнено физическое исследование режима срыва работы насоса и разработанного в работе. Результаты экспериментов хорошо согласуются с проведенными теоретическими исследованиями. Выполнено аналитическое и экспериментальное исследование режима срыва работы поршневых насосов, а также разработано и физически исследовано устройства для контроля режима срыва. Результаты экспериментов показали качественное и количественное согласие с результатами расчетов, полученных аналитически.

Thesis seeking the scientific degree of Ph.D. in Engineering, specialty 05.14.14 – Thermal and nuclear power plants. Odessa National Polytechnic University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Odessa, 2017. Research aim: studying methods of reducing pressure fluctuations at high pressure pumps’ pressure lines, choice, calculation and testing of damping devices for pressure fluctuations reduction to a predetermined limit, as well as control and prevention of the high-pressure pumps’ failure mode. In accordance with the intended purpose analyzed are the conditions for the pumps failure phenomena occurrence when pumping saturated and boiling environments, studied are the pressure fluctuation levels and methods to reduce those fluctuations. Effected is an analytical study of the high-pressure pumps’ operating modes, in particular resonance modes, as well as analytical and experimental study of different types of devices to reduce pressure fluctuations in the pump. To calculate the pressure fluctuations damper design the method of dynamic damping, previously used in mechanics was applied. A test bench has been developed, that served for testing developed pressure fluctuations dampers; performed is a physical survey of the pump failure mode, such original survey techniques being developed in this research. The obtained experimental results are in good agreement with the theoretical research conducted. Achieved results of analytical and experimental research of piston pump operation failure mode, also elaborated, developed with physical embodiment and investigated is a device for failure control mode. The experimental results showed a good qualitative and quantitative agreement with the calculation results obtained analytically.