Аннотация

Цель: теоретическое обоснование метода расчета полной энергии во всасывающих и напорных трубопроводах основных агрегатов на мелиоративных насосных станциях для предотвращения нестационарных процессов и гидравлического удара. 

Материалы и методы: исследования и расчеты проводились на насосной станции «Междуречье», «Управление «Ставропольмелиоводхоз», оборудованной тремя основными центробежными насосными агрегатами и двумя напорными трубопроводами. Для расчета полной энергии во всасывающих и напорных трубопроводах основного насоса вся трубопроводная сеть разбита на три участка: первый – всасывающий, второй – распределительный и третий – напорный магистральный. Для каждого участка от 0,25 до 3,41 с²/м⁵ и всей сети 4,65 с²/м⁵ определены удельные сопротивления, фактические суммарные потери напора от 2,50 до 29,32 м при подачах трех агрегатов в два напорных трубопровода от 0,3 до 7,2 м³/с и гидравлические параметры каждого агрегата: напор (90,2 м), подача (2,67 м³/с), мощность (1585 кВт), допустимая вакуумметрическая высота всасывания (4,2 м) при КПД (88 %), при различных эксплуатационных вариантах насосной станции. 

Результаты: в результате исследований установлен порядок определения полной энергии во всасывающих и напорных трубопроводах основных агрегатов на мелиоративных насосных станциях, проведен расчет полной энергии в зависимости от количества включенных насосных агрегатов: для всасывающих трубопроводов от плюс 0,1 до минус 1,5 м, для напорных трубопроводов от 75,79 до 86,34 м, позволяющий вычислить необходимые гидравлические параметры бустерного насоса, используемого для возможности закрытия обратного клапана в напорных трубопроводах основного насоса, предотвращения обратного потока воды и гидравлического удара перед остановкой основного насоса. 

Выводы: приведенная методика рекомендуется для расчета в случае необходимости предотвращения гидравлического удара в сети методом закрытия обратного клапана бустерным насосом для мелиоративных станций, оборудованных центробежными насосами с максимально возможным напором 120–130 м, при сложном эксплуатационном варианте – работе максимального количества насосов на один трубопровод.

doi: 10.31774/2222-1816-2021-11-1-162-173

Для цитирования

Ширяев В. Н., Уржумова Ю. С., Тарасьянц С. А. Методика расчета полной энергии во всасывающих и напорных трубопроводах основных агрегатов на мелиоративных насосных станциях // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 1. С. 162–173. URL: http:www.rosniipm-sm.ru/article?n=1184 (дата обращения: 16.02.2021). doi: 10.31774/2222-1816-2021-11-1-162-173.

Список литературы

1. Али М. С., Бегляров Д. С., Назаркин Э. Е. Особенности расчета переходных процессов в водоводах насосных станций в условиях образования разрывов сплошности потока // Природообустройство. 2020. № 4. С. 122–128. 

2. Газаров А. Р., Колосов Р. А., Ховрина Е. И. Гидравлический удар в трубопроводах: расчет и предотвращение // Известия Тульского государственного университета. 2019. № 12. С. 557–559.

3. Лопа И. В., Проскуряков Н. Е. Расчет прочности трубопровода при гидравлическом ударе // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2017. № 9. С. 17–20.

4. Abdel-Gawad H. A., Djebedjian B. Modeling water hammer in viscoelastic pipes using the wave characteristic method // Applied Mathematical Modelling. 2020. Vol. 83. P. 322–341. https:doi.org/10.1016/j.apm.2020.01.045.

5. Бегляров Д. С., Апресян Д. Ш. Методика расчета переходных процессов в напорных системах водоподачи при пусках насосных агрегатов // Природообустройство. 2012. № 2. С. 69–72. 

6. Бегляров Д. С., Переверзев С. Ю. Расчетно-теоретические исследования переходных процессов в закрытой оросительной системе // Природообустройство. 2012. № 4. С. 52–57. 

7. Бегляров Д. С., Сахаров И. Ю. Методика расчета переходных процессов с учетом клапанов для пуска и защемления воздуха и длины зоны разрыва сплошности потока // Природообустройство. 2013. № 2. С. 76–79. 

8. Ширяев В. Н., Уржумова Ю. С., Тарасьянц С. А. Способ борьбы с гидроударом в напорных трубопроводах центробежных насосов: пат. 2689652 Рос. Федерация, МПК F 04 D 13/12; заявитель и патентообладатель Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т Дон. гос. аграр. ун-та. № 2018111305; заявл. 15.12.17; опубл. 28.05.19, Бюл. № 16. – 5 с.

9. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982. 224 с. 

10. Аникин Ю. В., Царев Н. С., Ушакова Л. И. Насосы и насосные станции: учеб. пособие / М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Ин-т стр-ва и архитектуры. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2018. 135 с.

11. Ширяев В. Н., Уржумова Ю. С., Тарасьянц С. А., Ширяева Н. О. Использование бустерного насоса в качестве дополнительного насосного агрегата при гашении гидравлического удара в напорных трубопроводах // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2020. № 4(48). С. 134–147.

12. Karadžić U., Bergant A., Starinac D., Božović B. Water hammer investigation of the shut-down of a high-head hydropower plant at very high Reynolds number flows // Journal of Mechanical Engineering. 2019. Vol. 65, iss. 7/8. P. 430–440. https:doi.org/10.5545/sv-jme.2019.6092.