автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Исследование гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды, применяемых в гидротехническом и мелиоративном строительстве

л

\ТЖ1 и

МИНИСТЕРСТВО НАТЖ1 И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Таразский государственный университет пиегш М. X. Дулатч

УДК 621.694.2 На правах рукописи

р г о од

СЕЙТАСАНОВ ИБРАГИМ СМАТОВИЧ | ? Р. Л 3 2333

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОЭЛЕВАТОРОВ С ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМ/ ПОДВОДОМ ВСАСЫВАЕМОЙ СРЕДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГИДРОТЕХНИЧЕСКОМ II МЕЛИОРАТИВНОМ СТРОИТЁЛГСТВЕ

Специальность 05.23.07-«Гидротгхническог и мелиоративное строительство».

Автореферат (

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Республика Казахстан Тараз 1999

Работа выполнена в Таразском Государственном университете имени М.Х. Дулати.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Абдураманов Л.А.

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Карлиханов Т.К.

кандидат технических наук, с.н.с. Касымбеков Ж.К.

Ведущее предприятие -

Кыргызский НИИ ирригации

Защита состоится сентября 1999 года в/Учасов

на заседании регионального диссертационного совета КР 14.37.04 при Таразском государственном университете имени М.Х. Дулати по адресу: 484^22, г. Тараз, ул. Сатпаева 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Таразского государственного университета им. М.Х. Дулати.

Автореферат разослан августа 1999

г.

Ученый секретарь

регионального диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

\\ЧЧ-06-5-(Н .0

Ниеткалиев А.Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время одной из главных задач интенсификации народного хозяйства является разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий, а также высокоэффективных прогрессивных устройств, всесторонне отвечающих современным требованиям практики при пиротехническом и мелиоративном строительстве, реконструкции и техническом обслуживании систем мелиорации.

Большой интерес, благодаря своим качествам, представляют гидроэлеваторы.

Гидроэлеваторы нашли широкое применение в совершенно различных отраслях народного хозяйства: в химической, нефтяной, газовой, пищевой, золотодобывающей и т.д.

Достойное место гидроэлеваторы занимают и в гидротехническом и мелиоративном строительстве. Они используются при возведении плотин намывным способом. Именно таким способом возведены земляные плотины, составляющие основную часть крупных гидроузлов бывшего СССР (Минге-чаурская, Цимлянская, Куйбышевская, Волгоградская и т.д.).

Гидроэлеваторы успешно используются при гидромеханизации мелиоративных работ: для очистки каналов; вскрытия толщи земли; транспорта наносов, двухфазных жидкостей; понижения уровня грунтовых вод при строительстве в песках-плывунах; очистки шахтных колодцев, скважин, водоемов и других обводнительных сооружений от наносов; гидротранспорта пульпы и т.д.

Выполнение земляных работ гидромеханизированным способом при гидротехническом и мелиоративном строительстве требует использования эффективных технологий эжекторного грунтозабора с применением гидроэлеватора. Как показывает многолетний опыт эксплуатации эжекторных устройств на практике, эффективная их работа зависит от многих факторов, в том числе и от того, как подводится водогрунтовая среда к всасывающему патрубку гидроэлеваторных установок. В рассматриваемой работе тангенциальный (вихревой) подвод всасываемой среды является принципиально отличительным способом, ранее не исследованным в достаточной степени. Существует множество конструкций гидроэлеваторов, применяемых на практике, в которых способ подачи всасываемой среды в приемную камеру гидроэлеватора прямоточный, без закрутки. Тангенциальный забор всасываемой среды достаточно эффективно используется при гидротранспорте пульпы из песко-вого отверстия вакуум-гидроциклона с помощью эжекторных устройств, при гидротранспорте пульпы при разработке грунта с циклонным размывающим насадком и т.д.

Закрутка всасываемого потока влияет на механизм движения жидкости в камере, на процессработы гидроэлеватора, на его геометрические параметры и рабочие характеристики.

Как известно, закрученный поток характеризуется принципиально отличающимися от осевого течения свойствами:

- имеет, помимо осевой, вращательную и радиальную составляющие скорости;

• высокий уровень турбулентных пульсаций;

- активное воздействие центробежных сил на поток и т.д.

Исходи из вышеизложенного, исследование гидравлических и конструк-тшшых параметров гидроэлеватора с закруткой всасываемой среды представляет большой научный и практический интерес, что и определило постановку экспериментальных и теоретических исследований.

11ель и задачи исследования. Целью работы является установление рационального режима работы гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды, применяемых в гидротехническом и мелиоративном строительстве и разработка методики их расчета. В соответствии с поставленной цслыо решались следующие задачи:

- оценка эффективных способов повышения работоспособности гидроэлеваторов;

- разработка новых конструкций гидроэлеваторов с высоким коэффициентом эжекции;

• теоретическое исследование влияния закрутки всасываемого потока на гидравлические параметры гидроэлеватора и на процесс всасывания;

- гидравлические исследования типового гидроэлеватора с прямоточным подводом рабочего и всасываемого потоков;

- гидравлические исследования гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды и сравнение полученных результатов с результатами исследований типового гидроэлеватора;

- разработка методики расчета гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемого потока, применяемых в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

Научная новизна.

1. Разработаны новые конструкции гидроэлеваторов с закруткой всасываемого потока.

2. Дано теоретическое обоснование влияния закрутки всасываемой среды на гидравлические параметры потока в гидроэлеваторе и процесс всасывания.

3. На основе анализа результатов экспериментальных исследований выявлено преимущество гидроэлеватора с тангенциальным (вихревым) подводом всасываемой среды по сравнению с существующими конструкциями гидро-злеваторов с прямоточным подводом всасываемой среды.

4. Разработана методика гидравлического и инженерного расчета гидро-элсваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды.

Практическая ценность. Предложены новые конструкции гидроэлеваторов с закруткой всасываемого потока, превосходящие по своим рабочим характеристикам существующие типовые гидроэлеваторы с прямоточным подводом рабочего и всасываемого потоков. Определены оптимальные параметры гид-рочлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды. Разработанная методика расчета гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой срслы доведена до конкретного ее практического использования. Предложен-

ные конструкции гидроэлеваторов отличаются большой производительностью, более высоким коэффициентом полезного действия, позволяют сократить энергозатраты, рациональнее использовать водные ресурсы, гарантировать надежную работу установок, в состав которых они входят.

Реализация работы. На основе результатов исследований разработана научно обоснованная методика инженерного расчета гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой жидкости. Методика расчета и конструкция гндроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды внедрены в АО «Акбакайский ГОК».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались в 1985-1998 гг. на научных конференциях Жамбылского Гидромелноративно-строительного института, III Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы научного обеспечения повышения эффективности сельскохозяйственного производства» (Бишкек, 1992), на Международной научно-технической конференции «Водные ресурсы: экологические аспекты их использования и охраны» (Жамбыл, 1996),.научно-практической конференции «Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно-технического прогресса» (КазНИИВХ, Жамбыл, 1998 г.), на научно-практической конференции ТарГУ, посвященной 100-летию К.И. Сатпаева (Тараз, 1999 г.).

Публикация работы. По теме диссертации опубликовано девять статей, шесть технических решений признаны изобретениями, на которые получены авторские свидетельства СССР, патенты Российской Федерации и Республики Казахстан.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 120 страницах текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, иллюстрируется 67 рисунками, содержит 2 таблицы.

Список использованной литературы включает 112 наименований отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуалыюста темы, формулируются основные цели и задачи исследований, приводятся сведения о научной новизне и практической ценности работы, апробации разработок и исследований.

В первой главе диссертации приводится обзор развития конструкции гидроэлеваторов и технологии эжекторного грунтозабора.

Анализ показал, что в конструкциях гидроэлеваторов, в которых рабочая струя подается по центру, по кольцевой щели или комбинированным способом, повышение эффективности работы достигается следующими способами:

- увеличением поверхности соприкосновения активной струи с всасываемой пассивной жидкостью;

- повышением надежности работы гидроэлеватора, за счет поддержания оптимального ее режима при помощи автоматического регулирования выходного сечения рабочего сопла;

- расширением диапазона регулирования гидравлического процесса путем тменения геометрических параметров гидроэлеватора;

- выполнением в рабочем насадке винтовых канатов;

- выполнением сопла различной геометрической формы;

- изменением расстояния от сопла до камеры смешения.

Огмечается, что практика применения гидроэлеваторов в гидротехническом и мелиоративном строительстве, при выполнении земляных работ гид-ромеханнзнрованным способом, при использовании их в гидроциклонных насосных установках накладывает своеобразие на процесс, протекающий в приемной камере и камере смешения гидроэлеватора. Это своеобразие заключаемся в том, что в отличие от исследованного ранее прямоточного подвода всасываемой среды, в данном случае пассивная среда поступает в приемную камеру гидроэлеватора с закруткой.

Приводится анализ работ, посвященных изучению процесса, протекающего внутри гидроэлеватора и методики его расчета (Г. Цейнер, И.А. Тиме, Л.Д. Берман, Б.Я. Фридман, Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер, Л.Г. Подвидз, Ю.Л. Кирилловский, П.Н. Каменев, В.К. Темпов и др.). Для развития теории струйных аппаратов важное значение имеют труды Г.Н. Абрамовича.

Анализ показал, что проведенные до настоящего времени исследования гилроэлеваторов охватывали, в основном, конструкции гидроэлеваторов, в коюрых всасываемая пассивная среда поступала прямоточно и не учитывали влияние закрутки всасываемого потока, что и определило постановку экспериментальных и теоретических исследований.

На основании вышеизложенного поставлена цель и определены задачи исследований.

Во второй главе приведены результаты теоретического исследования гид-рашшческого процесса в гидроэлеваторе с тангенциальным подводом всасываемой среды.

Рабочий процесс в гидроэлеваторе качественно объясняется схемой растекания струи в затопленном пространстве. При истечении струи в ограниченное пространство смешение потоков носит аналогичный характер, но растекание струи в камере будет происходить не в толще неподвижной жидкости, а в спутном подсасывающем потоке.

Рассматривается гидравлический процесс всасывания активной струей, истекающей из сопла, пассивного потока, поступающего по всасывающему патрубку, установленному тангенциально к приемной камере. Тангенциальный подвод способствует закрутке всасываемого потока, характеризующейся окружной и осевой компонентами скорости. Как известно, всасывание происходит на участке от выходного сечения сопла до сечения, где граница пограничного слоя соприкасается со стенками камеры смешения.

С использованием закона сохранения энергии при анализе рассматриваемою процесса в гидроэлеваторе выведено математическое выражение зависимости окружной и осевой составляющих скорости всасываемого потока от скорости активного потока в виде:

Г (О) = Ь

(1)

-г2

где У^О), Уогр(0) - соответственно осевая и окружная составляющие скорости всасываемого потока у выходного сечения сопла, м/с; У„(0) - скорость активного потока в том же сечении, м/с; Я - радиус приемной камеры, м; К«.см _ радиус камеры смешения, м;

г - радиус внешней границы струи в рассматриваемом сечении, м; г' = /18р,м,

где р - полуугол расширения активной струи, град.;

/ - расстояние от сопла до рассматриваемого сечения, м.

Применительно к рассматриваемой конструкции гидроэлеватора уравнение (1) имеет вид

В этой главе также рассматривалась физическая сущность процесса всасывания пассивного потока активной струей.

Предполагается, что пограничный слой активной струи характеризуется турбулентным режимом движения, пульсацией скоростей и давления, интенсивным вихреобразованием. Всасывание и транспортирование пассивного потока активным заключается в захватывании вихрями элементарных объемов пассивной среды по поверхности пограничного слоя активной струи. Поверхность пограничного слоя является рабочей - на ней происходит вовлечение определенной массы пассивной среды. Более полное и эффективное использование рабочей поверхности активной струи дает больший всасывающий эффект. При закрутке всасываемого потока длина траектории движения элементарной частицы по поверхности пограничного слоя значительно увеличивается, так как эта частица в данном случае движется по спирали. Увеличение длины траектории означает более полную передачу энергии активного потока пассивному, что влечет за собой повышение всасывающей и транспортирующей способности, а также увеличение так называемой «присоединенной» массы пассивной жидкости.

Путем использования уравнения винтовой линии получена формула для определении длины траектории в виде:

(2)

sin/9-cosß

где г„ - радиус сопла, м;

Нп.ач - радиус камеры смешения, м; - полуугол расширения активной струи, град.;

и - угол закрутки, град.

При помощи формулы (3) для определения длины траектории, которую проходит элементарная частица всасываемой жидкости и приведенную толщину слоя, получено выражение для определения относительного расхода всасываемой жидкости в виде:

0»спр - расход всасываемого потока при прямоточной подаче, м3/с;

UB4Ukp, U„xnp - скорости всасываемого потока на входе в приемную камеру гидроэлеватора соответственно при подаче с закруткой и при прямоточной подаче, м/с;

г0 - радиус сопла, м.

Делается вывод, что всасывающую способность струйных насосов можно улучшить путем увеличения рабочей поверхности активной струи или эффективного использования энергии рабочей поверхности за счет подачи всасываемой среды с закруткой, т.е. увеличения длины траектории элементарной частицы пассивной среды. Увеличение длины траектории приводит к более полному и продолжительному использованию поверхности пограничного слоя активной струи.

В третьей главе приведена методика исследования. Дано описание экспериментальной установки (рисунок 1), ее основных узлов и используемых при этом приборов. Проведены исследования двух конструкций гидроэлеваторои: с прямоточным подводом всасываемой среды и с тангенциальным подводом всасываемой среды (рисунок 2).

Программа и методика экспериментальных исследований предусматривали измерение скоростей, давлений при различных величинах напора рабочего потока по оси гидроэлеватора. Измерялись расходы активного, всасываемого п общего потоков. Определялись рабочие характеристики гидроэлеватора при различной геометрической высоте всасывания, при различном отстоянии (А/ - 0, 10, 20,30,40 мм) рабочего насадка от горловины камеры смешения.

При проведении опытов определялись: коэффициент эжекции, коэффшш-еш полезного действия, напор гидроэлеватора.

„уСе^' -О иГ

(4)

Экспериментальная лабораторная установка

Конструкции струйных аппаратов (гидроэлеваторов)

Для характеристики интенсивности закрутки потока применяется общепринятый параметр закрутки в виде:

ф/

(5)

где Ф =''

- отношение скорости закрутки (окружной скорости) к осе

вой скорости.

Для визуального наблюдения и фотографирования структуры потоков в процессе эксперимента, приемная камера и камера смешения гидроэлеватора были изготовлены из полированного оргстекла.

Определение расхода производилось электромагнитным расходомером индукционного типа 4-РИМ с показывающим прибором ППР, а также мерным треугольным водосливом. Для измерения осевой скорости потока в гидроэлеваторе применялась трубка Реббоко. Измерение давления производилось У-образным ртутным манометром.

Выполнена оценка точности результатов измерения величин параметров потока.

В четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды. Проведенные исследования характеристик гидроэлеватора при различном отстоянии рабочего сопла от горловины камеры смешения показали, что существует оптимальное расстояние, при котором эффективность работы гидроэлеватора наибольшая. Экспериментальная кривая (рисунок 3), полученная при соединении оптимальных точек на разных графиках, соответствующих оптимальному расстоянию от сопла до входа в камеру смешения, при которых достигается максимальный коэффициент эжекции для обычной прямоточной конструкции гидроэлеватора, достаточно точно согласуется с кривой, полученной по уравнению Е.Я. Соколова и Н.М. Зингера.

За основу расчета при определении оптимального расстояния взято предположение, что этому положению сопла соответствует расстояние /ст до входа в камеру смешения, при котором диаметр свободной струи с!^ будет равен диаметру камеры смешения сЦ. Результаты экспериментальных данных позволяют утверждать, что удаление сопла от камеры смешения ухудшает работу гидроэлеватора, так как в этом случае струя не вписывается во входное сечение камеры смешения. Возникающие противотоки жидкости будут отрицательно сказываться на всасывающей способности струи.

График зависимости 'с„/^с = /(?) для определения оптимального расстояния от сопла до камеры смешения

Ось абсцисс - коэффициент эжекции. Ось ординат — относительное расстояние от сопла до камеры смешения. Обозначения: о — вихревой гидроэлеватор; д — прямоточный гидроэлеватор. 1 - Re = 1,3x105; 2 - Re = 1,08х 105; 3 - Re = 0.82х 105; 4 - Re = 0,63х 105; 5 - Re = 0,59х 105, а - теоретическая зависимость для вихревого гидроэлеватора; б — теоретическая зависимость для прямоточного

гидрсолспаторл по 1:,Я. Соколову н U.M. Зингеру.

Оптимальное расстояние от сопла до камеры смешения для гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды можно определи 1ь при помощи формулы:

/„=1,43^(0,098 + 4), (6)

где с!с - диаметр сопла, л«;

Я - коэффициент эжекцни (я > 0,5).

Исследования показали, что вихревой (тангенциальный) подвод всасываемого потока оказывает существенное влияние на гидравлические параметры гидроэлеватора.

Коэффициент эжекции гидроэлеватора с вихревым подводом всасываемой среды значительно превосходит значение коэффициента эжекции гидроэлеватора с прямоточным подводом (рисунки 4, 5) при одинаковых исходных гидравлических параметрах. Анализ зависимости ч = А[Ие) показывает, что существует критическое значение числа Рейнольдса Яе = 1,2x105, при котором дальнейшего увеличения коэффициента эжекции не происходит. Режим работы гидроэлеватора делится на допредельный и послепредельный.

Экспериментальные данные показывают, что закрутка всасываемого потока оказывает влияние на гидравлические параметры гидроэлеватора. При увеличении интенсивности закрутки увеличивается подмешивание потока, возникают большие градиенты давления в радиальном и осевом направлении, что приводит к увеличению коэффициента эжекции. Однако существует критическое значение параметра закрутки (Б^, = 0,20), после которого увеличение этого параметра не приводит к увеличению коэффициента эжекции (рисунок 6).

Приведен энергетический расчет гидроэлеватора, основанный на теории смешения двух потоков, в процессе которого происходит турбулентный обмен импульсами между активным и пассивным (всасываемым) потоками, вследствие чего энергия перемещаемой жидкости увеличивается, а энергия активной струи уменьшается.

Используя закон сохранения количества движения, получена формула для определения количества энергии, переданной рабочим потоком всасываемому в зависимости от параметра закрутки для гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды в виде:

/ N

2 (С,+С,)

л/1 + 3,8-52,

где (7[, С2 - весовые расходы активного и всасываемого потоков, кг/м3;

С/), Щ - осредненные скорости движения активного и всасываемого потоков, м/с.

Гипотеза взаимодействия вихрей достаточно логично отражает особенности гидроэлеватора. Она объясняет эффекты, обнаруженные экспериментально.

?

0.8

0.6 0.А 02

Зависимость коэффициента эшции от числа рейнольдса активного потока

д -4е=о о -¿Ё'Юмм а -де^зймм

н» 1)-

—е -1 1—^

Л— —Л-| -Д—

и и

Л Г 1

[

1* 1

02 ОА 0.6 0.8 4.0 12 Й -1.6МО7 9е

ось абсцисс-число Рейнольдса сяе^.Ось ординат-коэффициент •эжекции.

Рисунок 4

• Зависимость коэффициента эжекции.от числа Рейнольдсл активного потока

Д -д9»0 О —¿б »Шмм @-ле-го«м 0 —л6«50им Г~—• А— -л- —* Ь-

а— -о- ■а—

/ > / ^ —о —г -о- о—

И Г"—

1 Ф

1 /

1

4

а8

0.6

м

Ось абсцисс -числоРемнольОса (1?е). Ось орОинат-коэффициент зжекции Рисунок 5

Используя результаты экспериментальных данных, формулу (4) можно представить в следующем виде:

я:

= 7,5-10"

с -1

Л... -г„

•Яе

(8)

О"*

На рисунке 7 приведены графики зависимости = /(Яе), полученные

экспериментальным путем и теоретически. Теоретические и опытные кривые имеют достаточно хорошую сходимость.

Исследования показали, что в обоих конструкциях с увеличением активного расхода величина вакуума в приемной камере повышается. При одинаковых значениях активного расхода величина вакуума в конструкции с тангенциальным подводом всасываемой жидкости значительно (на 20%) превышает величину вакуума в конструкции с прямоточным подводом.

Показателем работы любого насоса является коэффициент полезного действия (КПД). Определение КПД производилось по формуле Е.Я. Соколова и Н.М. Зингера:

АРС/АР, 1-ДР /АР.

(9)

где ДРС= Рс-Р„, м вод. ст.; ДРр=Рр-Р„,м вод. ст.;

Рс—давление потока в конце камеры смешения, м вод. ст.;

Рр-давление рабочего потока, м вод. ст.;

Рн-давление во всасывающем патрубке, м вод. ст.

Предложена формула для определения КПД гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды в виде:

Р -Р Р8

(и,-и,

V

1

1 + 0,38-5

)2

р,-р,и;-и1

(10)

Р8

где 11|, иг, и3- скорости движения активного, всасываемого потоков и смешанного потока в конце диффузора, м/с;

Рь ?2> Рз - давления соответственного активного, всасываемого и смешанного потоков, м вод. ст.

Значение КПД гидроэлеватора с тангенциальным подводом значительно (0,245 против 0,175) превосходит значение КПД гидроэлеватора с прямоточным подводом (рисунки 8,9).

Зависимость коэффициента эжекции от параметра закрутки

Рисунок 6.

Зависимость относительного расхода всасываемой среды от числа Рейнольдса (Яе) активного потока

Ось абсцисс - число Рейнольдса (Ие). Ось ординат - относительный расх< всасываемой среды.

Рисунок 7.

Зависимость коэффициента полезного депсгвия (КПД) I »лроз.юнпюр^ от относительного перепада абсолютных гидростатических давлений

2

ОА

0.3 о,] М 02

0.1

тттт

__ под}о4 . ¿иирбоОи

О - прямоточный

/

ггк.

I 1

г\

I ■ \

[ч

- 4—

I

_i

О 01 0.2 ОЛ 0.5 *_Рс

ьР/>

Ось абсцисс - относительный перепад давлений. Ось ординат - КПД.

Рисунок 8.

Зависимость КПД гидроэлеватора от числа Рейнольдса активного потока

г

• - бихребой О. примоточнш

02

0,157

01

р 02 а* 0.6 0.8 1.0 12.*/О* Л,

Ось абсцисс - число Рейнольдса. Ось ординат - КПД. Рисунок 9.

IS

IIa основании выполненных теоретических, экспериментальных исследований. даны рекомендации, разработана методика инженерного рзсчета гнд-ро >.Ц'плюров с тангенциальным подводом всасываемой среды.

Конструкция гидроэлеватора по патенту РФ №2016260 внедрена в АО «АкСшкайскнн ГОК».

Ожидаемый среднегодовой экономический эффект определяется по экономии электроэнергии по базовой и предлагаемой конструкции гидроэлеваторов.

Годовой экономический эффект в расчете на одну установку составило 16000 тенге/год.

1) пятой главе приведены новые конструкции гидроэлеваторов с закруткой всасываемого потока.

1) Автоматическое регулирование режима работы гидроэлеватора (патент РФ №-2016260).

2) Автоматическое регулирование режима работы гидроциклона с помощью гидроэлеватора (A.C. 1558498 СССР).

3) Способ закрутки всасываемого потока в гидроэлеваторе (патент PK №4751 ).

Насосная установка с кольцевым эжектором (положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №493453/29).

11риведены примеры применения предложенных конструкций гидроэлеваторов с закруткой всасываемого потока в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

ВЫВОДЫ

: I. При гидротехническом и мелиоративном строительстве технически и экономически оправдано применение технологии эжекторного грунтозабора с .использованием гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды. Это позволит сократить энергозатраты и повысить производительность работ.

2. Теоретически обосновано, что закрутка всасываемого потока влияет на гидравлический процесс в гидроэлеваторе и увеличивает его производительность. С увеличением параметра закрутки увеличивается всасываемый расход. Выведены формулы (7) и (10), позволяющие судить о всасываемых расходах пассивной жидкости в зависимости от угла закрутки.

3. Выведена формула (6) для определения оптимального положения рабочего сопла для гидроэлеватора с тангенциальным подводом всасываемой среды.

4. Эксперименты показали, что существуют два режима работы гидроэлс-ватора - допредельный и послепредельный. Смена режимов происходит при достижении числа Рейнольдса активного потока Re = 1,2-105. Коэффициент эжекиии и КПД конструкции гидроэлеватора с тангенциальным подводом значительно превосходят коэффициент эжекции и КПД конструкции с прямоточным подводом всасываемой среды из-за более эффективного использова-

ння энергии активного потока и более высокой величины вакуума во всасывающем патрубке.

5. Освещена сущность гидравлического процесса, происходящего в гнл-роэлеваторе с тангенциальным подводом всасываемой среды, основывающаяся на том, что:

- поверхность пограничного слоя активного потока является рабочей;

- увеличение длины траектории, по которой движется элементарная частица всасываемой среды, приводит к более полной передаче энергии активного потока пассивному и к увеличению расхода всасываемой среды.

Выведена формула для определения длины траектории, по которой движется элементарная частица всасываемой среды в зависимости от угла закрутки.

6. На основе экспериментальных данных предложена методика инженерного расчета гидроэлеваторов с тангенциальным подводом всасываемой среды.

7. Предложены новые конструкции гидроэлеваторов, на которые получены авторские свидетельства СССР, патенты РФ, патенты PK, отличающиеся высокой производительностью за счет применения эффекта закрутки.

8. Экономический эффект от внедрения новой техники составляет около 16 ООО тенге в год на одну установку.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сейтасанов И.С. Автоматическое регулирование режима работы гидроциклона. // Тезисы докладов научно-практической конференции «Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно-технического прогресса». Джамбул, КазНИИВХ, 1988. - С. 18-19.

2. Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Баджанов Б.М. Результаты лабораторных испытаний скважинного насосного агрегата. // Тезисы докладов 18 научно-технической конференции. Джамбул, ДГМСИ, 1989. - С. 21 -22.

3. A.C. №1558498 СССР. Устройство автоматического регулирования режима работы гидроциклона. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Баджанов Б.М. Опубликовано 23.04.90. Бюллетень №15.

4. A.C. 1546170 СССР. Гидроциклон. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Баджанов Б.М. Опубликовано 28.12.90. Бюллетень №28.

5. Насосная установка. Положительное решение ВНИИППЭ на выдачу патента по заявке №493453 от 12.08.92. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С.

6. Сейтасанов И.С. Влияние закрутки всасываемого потока на производительность гидроструйного аппарата. // Ш Межрегиональная научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов. Проблемы научного обеспечения, повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Тезисы докладов. Бишкек, 1992. - С. 12-14.

7. A.C. №1717245 СССР. Гидроцнклон-сгуститель. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Жангужинов Е.М., Манакбаев Б.Х. Опубликовано 01.03.92. Бюллетень №9.

:о

8. Aû;t>рамлнов A.A., Баджанов Б.M., Сейтасанов U.C., Манакбаев Б.Х. Гнд-роциклон. // Новости науки Казахстана, КазНИИНТИ, Алма-Ата, 1992, №2. -С. 44.

9. Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С. Гндроциклон-сгуститель. // Новости науки Казахстана, КазНИИНТН, Алма-Ата, 1992, №4. -С. 52.

10. Патент РФ №2016260. Струйный насос. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С. Опубликовано 15.07.94. Бюллетень Abi3.

11. Баджанов Б.М., Сейтасанов И.С. Смешение струн в ограниченном стенками пространстве. // Сборник научных трудов, посвященных 85-летню со дня рождения Р.Ж. Жулаева. Жамбыл, 1995. - С. 27-28.

12. Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С. Исследования струйных насосов новой конструкции. // Международная научно-техническая конференция. Водные ресурсы: экологические аспекты их использования и охраны. Тезисы докладов и сообщений. Жамбыл, 1996. - С. 74-75.

13. Патент PK №4751. Струйный насос. // Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С. Опубликовано 16.06.97. Бюллетень №2. j

14. Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Донис К.Д. Исследование гидроэлс-ваторов с вихревым подводом всасываемой среды. // Сборник научных трудов научно-практической конференции ТарГУ, 1999. - С. 339-341.

15. Абдураманов A.A., Сейтасанов И.С., Донис Д.К. Ресурсосберегающая конструкция гидроэлеватора и результаты ее исследования. II Наука и образование Южного Казахстана, Шымкент, 1999. - С. 42-46.

И.С.Ссйтаеаповгыц «Гшрогсхникальи; жонс ыслорштнвпк курьиыггарда ьолланатн Г|-Йыктарлы таигснцнжлзы багытпси соратын гндроалсмторларды 1ертгеу» «тты дисссртацшиык. жучыеылыц Тужырымы

Диссертаинялык. кумыс иргспсден, бес тараудан, корытындылар мен косымшалардан тур алы. Пайдаланган одебиетгер саны 112. Жалпы ж^ыс колсм1 120 бет, онын ¡ишше 2 кесте 67 сурет бар.

Жумиста пиротехннкалык. жоне мелноративт курылыстарда колдана-тын суныкгарды тангенциалды багытпен соратын пшроэлеваторларды зертгеу нотнжелср! ке.тпрЬлген.

Гидроэлеваторлардын пщравликалык. парам етрлерше сорылган

суйыктык буралу осср! теориялык. жолмен долелденген.

1

Сорылатын пасситтк суйыктьщ айналу бурышына байланысты гидроэлеватордын шыгымын аныкгайтын формулалар шыгарылган.

Зерттеу нотижеа бойынша, шдроэлеваторга сорманьщ тангенциалды иретш конструкциясыныц пайдалы эсер коэффициент! (ПЭК) мен эжекция коэффициента»«, гидроэлсваторлык, сорманыц тке юретш конструкциясына Караганда, коп артатыны бел га 1 болды.Жумиста зертгелген гидроэлеватордын есегпеу тоевдер! бершген.

Сонымен катар сору кабЬтетт жогары гидроэлеваторлардын жана конструкциялары усынылган.

Олар КСРО авторлык куолисгермен, Ресей Федсрациясыныц жопе Кдзакстан Республнкасынын патентгерЬшн коргалган.

SUMMARY

of l.S. Seytasanov's dissertation for obtaining the candidate degree «Researches on the hydraulic elevators with the tangential supply of a sucked liquid medium, which are used in the construction of hydrotechnical works».

In this dissertation, the author has provided some results of his experimental researches on the hydraulic elevators with the tangential supply of a sucked liquid medium. These results are practically applied in the construction of hydrotechnical works.

There has been given a theoretical basis for the sucked liquid vortex effect on the hydraulic parameters of elevators. There have been also derived some formulae, giving the possibility to determine the suction flow rates of a passive medium, depending on its whirling angle.

The researches have shown that the ejection ratio and efficiency of the hydraulic elevator, provided with the tangential supply, are considerably higher, than in the similar device with a direct inflow of the sucked liquid medium.

On the basis of the performed theoretical and experimental researches, there have been proposed some methods for the technical design of hydraulic elevators, provided with the tangential supply of the sucked liquid medium.

There have been proposed some new designs of high capacity hydraulic elevators, protected by the USSR authorship certificates and patents of Russian Federation and Republic of Kazakhstan.

The dissertation includes the introduction, 5 chapters, conclusions and appendices.

Reference of sources includes 112 papers and monographies.

The dissertation comprises 120 pages of text, 2 tables and 67 figures.