автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Распространение гидравлического удара в напорных трубопроводах систем водоснабжения с помощью управления электроприводом насосного агрегата

у V МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

у

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

ШАТАЛОВ ЄГОР СЕРГІЙОВИЧ

' " УДК.621.671

ЗАПОБІГАННЯ ГІДРАВЛІЧНОГО УДАРУ В НАПІРНИХ ТРУБОПРОВОДАХ СИСТЕМ ВОДОПОСТАЧАННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ УПРАВЛІННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ НАСОСНОГО АГРЕГАТУ

0.5.23.04 - водопостачання, каналізація

АВТОРЕФЕРАТ ДИСЕРТАЦІЇ НА ЗДОБУТТЯ НАУКОВОГО СТУПЕНЯ КАНДИДАТА ТЕХНІЧНИХ НАУК

ХАРКІВ - 2000 р.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі «Водопостачання, каїшшшія та гідравліка» Харківського державного технічного університет}' будівництва та архітектури.

Науковий керівник:

Доктор технічних наук, професор кафедри «Водопостачання, каналізація та гідравліка»

Харківського державного технічного університету- будівництва та архітектури.

Нетюханло Анатолій Петрович Офіційні опоненти.

Доктор технічних наук, професор, завідуючий відділом водопостачання та каналізації інституту гідротехніки та меліорації Української академії аграрних наук

Хоружін Петро Данилович

Кандидат технічних наук, завідуючий відділом водопостачання науково-дослідного та конструкгорського-технологічного інститут)' міського господарства Держбуду України.

Кожушко Сергій Григорович

Провідна установа:

Харківська державна академія міського господарства

Захист відбудеться 22 березня 2000 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.056.03 при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури Міністерства освіти України (310002, м.Харків, вул. Сумська, 40).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці університету. Автореферат розісланий 19 лютого 2000 року.

В. о. вченого секретаря спеціалізованої вченої ради Д 64.056.03, проф., д.т.н.

Іпіа.іміа характеристика роботи.

В дисертації розглядається питання використання \ правління електроприводом для запобігання гідравлічного удар}’ в напірних водогонах системи зодопостачання ори короткочасному вимкненні електропостачання. В разі зішикання електропостачання вкоїться швидке зниження кутової швидкості зогора електродвигуна, що може викликати суттєве як підвищення тиску, так і зниження в напірному водогоні, тобто до гідравлічного удару. Зниження темпу іадіння кутової швидкості може запобігти формуванню гідравлічного удару за юпомогою додаткового електродвигуна на одному валу :з приводним головним їлектродпигуном. Ефективність використання додаткового електродвигуна )бгрунтовується на підставі аналізу рівняння збереження моменту кількості >у.\у та його вирішення для умов вибігу насосного агрегату та самозалуску псля короткочасного вимкнення електропостачання. Проведена значна ;ількість іспитів насосного агрегат) при короткочасному вимкненні ідектропостачання головного електроприводу та вмиканні додаткового із іезервної мережі.

Актуальність теми:

Дія системи водопостачання міст та промислових об'єктів дуже іебезпечним є аварійне вимкнення енергопостачання, що може викликати юрмування та розвиток гідравлічного удару, який може привести до уйнування системи та значних економічних збитків.

Діючі методи та обладнання, які використовуються в системах одопостачання. не дозволяють в ряді випадків усувати формування ідравлічного удару. Розроблений спосіб дозволяє уникати появу гідравлічного дару за допомогою управління електроприводом. Пройшли успішні натурні :пити на насосній станції ВУВГ "Дінець".

Таким чином, актуальним є пошук принципово нових рішень по іпобіганню гідравлічних ударів в напірних водогонах системи водопостачання іст та промислових об'єктів.

Результати наукових досліджень використано при реконструкції систі водопостачання ВУВГ "Дінець" та в техніко-економічному обгруїітува проекту «Підвищення надійності, стійкості та безпеки водопостачаї населения м.Харкова», розробленого УкркомунНДІпроект.

Метою роботи є наукове обгрунтування та розробка засобів запобігаї гідравлічного удару в системах водопостачання міст та промислових об'єкти допомогою управління електроприводом та використання швидкодіюс елементів аварійного захисту та автоматики.

Основні задачі досліджень:

- теоретичне обгрунтування можливості використання управлін електроприводом насосного агрегату для виникнення гідравлічних ударів;

- визначення зниження темпу падіння оборотів насосного агрегату, л запобігання гідравлічних ударів;

- визначення умов, при яких можливо використати самозапуск піс короткочасного вимикання електропостачання за допомогою додатково електродвигуна, встановленого на валу насосного агрегату;

- схема та обладнання стенду, у тому числі, вимірювальних приладів математичне забезпечення;

- управління режимами роботи насосного агрегату, проведення обробі результатів іспитів:

- програма та методика проведення натурних іспитів;

- ідентифікація теоретичних досліджень процесів вибіг)' насосного агрегату 1 його самозапуску після короткочасового вимкнення електропостачання і підставі порівнювання теоретичних та експериментальних результатів;

Г -

- узагальнення результатів іспитів для використання розроблених засобів існуючих системах водопостачання.

Наукова новітні роботи:

- запронановано новий засіб заперігання гідравлічного удару та його наукової обгрунтування. Цей засіб полягає в установці додаткового електроприводу і

ізалу ПА, який збільшує обертовий момент системи і вибіг НА, шо дозволяє не тільки пом’якшити, але і уникнути гідравлічного удару.

- на підставі аналізу головних факторів, впливаючих на процеси вибігу насосного агрегату, сформульовані рівняння, які описують зв’язок падіння обертів з часом. ІЗ якості вихідного рівняння використано класичне рівняння збереження моменту кількості руху;

- одержані результати натурних іспитів системи «відцентровий насос (Н) -напірний водогін (НВ) - синхронний електродвигун (СД) (головний) -асинхронний електродвигун (АД) (додатковий)» ;

- на прикладі насосного агрегату другого підйому водопровідних споруд ВУВГ «Дінець» ТВО Харківкомунпромвод апробовано засіб запобігання гідравлічного удару.

Практичне значення роботи. .

Па підставі аналізу результатів натурних іспитів та чисельної реаіізації математичної моделі доведено ефективність засобу уникнення гідравлічних ударів у НВ за допомогою управління електроприводом. На прикладі насосного агрегату другого підйому водопровідних споруд ВУВГ «Дінець» апробовано метод запобігання гідравлічного удару. Розроблений спосіб може бути використаний на інших насосних станціях систем водопостачання. Економічний ефект використання розглянутого способу запобігання гідравлічного удару становить для підприємства приблизно 128 тис, грн. за рік. Особистії внесок автора:

1. Розроблена робоча гіпотеза про можливість використання додаткового електродвигуна для уникнення гідравлічного удару в НВ систем водопостачання;

2. Проведено аналіз впливу головних факторів на процеси вибігу насосного агрегату та самозалуск для системи; «Н - НВ - СД - АД»;

3. Розроблена методика, програма іспитів та аналіз результатів іспитів, а також математичне забезпечення для антоматіпації дослідів (розроблено в колективі під керівництвом автора).

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались та обговорюватись на науково-технічних конференціях ХДТУБА (1990... 1999 р.)

За матеріалами дисертації опубліковано вісім друкованих робіт. Одержано патент на винахід та авторське свідоцтво.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота скдадаєгьсн зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, переліку використаної літератури з 103 найменувань та 4 додатків. Обсяг дисертації 104 сторінки, у тому числі 4 таблиці та У рисунків, усього 131 сторінка.

Зміст роботи.

У' вступі обгрунтовано доцільність та актуальність теми дисертаційної роботи. її зв'язок з науковими програмами, мета, наукова новизна та практичне значення. У вступі також розкривається особистий внесок автора, питання апробації результатів, публікації, винахідної діяльності, загатьний обсяг і структура роботи.

У першому розділі виконано огляд літератури з питань стану та аналізу' розрахунків гідравлічного удару, засобів боротьби з ним. У зв'язку з тим, що розрахунок гідравлічного удару повинен обгрунтовуватися на аналізі параметрів нестійкого режиму в напірних трубах та насосах, в цьому розділі приводяться основні положення методик розрахунку цих течій.

Найбільш важливі дослідження гідравлічного удару та засобів пом'якшення або усунення цього явища виконано у роботах Андріяшева М.М., Бахмет'єва Б.А. Виишевського К.Л., Дікаревського B.C., Жуковського М.Є.,Зубова Л.Б., Картвелішвілі М.А., Коваленка В.М., Кожушка СГ., КолотілаМ.І., ЛіііваУ.Р., Мошніна Л.Ф., Папіна В.М., Смірнова Д М,

Суріна О.А., Тимошенка Г.М., Хоружого П.Д.

Незважаючи на суттєвий прогрес у вирішенні проблем виникнення аварійних ситуацій у зв'язку з формуванням гідравлічного удару існує необхідність у пошуку більш ефективних та надійних засобів боротьби з цим

небезпечним явищем в системах водопостачання. У завершенні першого розділу сформульовані мета та основні завдання дослідження.

У другому розділі наведено аналіз використання рівняння збереження моменту кількості руху п системі сН - НВ - СД - АД».

Рівняння збереження моменту кількості руху має вигляд:

де: і - сумарний момент інерції обертової системи відносно осі обертання. о) - кутова швидкість обертання,

и

У Мі - сума моментів зовнішніх сил, діючих на обертову систему.

При розрахунковому режимі праці системи «Н - НВ -СД» рівняння (І) можна записати:

де: Мсл - обертовий момент синхронного електродвигуна у номінальному режимі:

Мпо - сумарний момент опору, який витрачається на роботу по перекачуванню рідини і на подолання сил тертя, обумовлений здвигом швидкості руху у міждисковому просторі відцентрового насосу у номінальному режимі:

Ми, - момент загубленої сили, визваної перетіканням рідини через зазори периферійної частини лопасного апарату;

Мр» - момент сил тертя у вузлах сальників та підшипників у номінальному режимі.

Для номінального режиму можливо записати:

,/

сі

(1)

і )

(2)

Мед- Мл Мпо-

(3)

с

При вимиканні енергопостачання до основного електроприводу СД для системи без урахування тертя в підшипниках та сальниках, перетікання рідини у периферійних зазорах будемо мати:

151

де: Мп- момент, який витрачається на перекачування рідини у нестійкому режимі, та на подолання сил тертя у иіждисковому просторі. Припустимо, що робоча точка насосу перемішається по кривій пропорційності. У реальних умовах робоча точка переміщається лише приблизно по кривій пропорційності. У цьому разі запишемо цю закономірність так:

А/ . со ч ,

а(--------)'; (6)

М о со

де а- постійний коефіцієнт, який залежить від характеристик насосу' та умов сумісної праці Н та НВ.

З урахуванням рівняння (6) залежність (5) перепишемо:

її со 3 (7)

-----= -а со ;

іі (

де

СО І .}

со = -------;/ = —;Іа = -------------------;

<и0 іа М 0е>0

Коли насос працює без геометричного підйому (або при зачиненій засувці на напірній лінії) рівняння (7) має рішення:

' = <»)

а си

Дія аналізу рівняння (8) будемо враховувати квадратичну пропорційність, як це зроблено у роботі Мошніна Л.Ф., при и =1.(). Залежність (8) будемо використовувати для зрівняння з іншими умовами розв’язання рівняння (1). На

ис.(1) (крива І) показаний графік залежності <ч від і, з якого сліду є, що при

—>сс ніколи не досягає «=0 при відсутності тертя на сальниках та ідшипниках.

І 'тоїешчпа система бсчтертя (норілн. (8)) Вимдіїа сисюма (порівнянню (12)) Запропонована сисі ома ч АД (ал -А!) (норіпняішіо (27Л

Рис І. Графіки залежностей змінювання приведеної швидкості обертання насосного агрегату від часу (режим вибігу)

о !() 2.0 5» 4.0 5.И

У разі вимикання енергопостачання основного СД запишемо рівняння (І) врахуванням усіх витрат на подолання опору Мп, Мгг, М^:

Закономірність пропорційності апроксішірусчо формулами:

М

п

Л/„

-лі ^2. ' м'

/ (0 о „

: я, + а,;

(»)

(10)

З урахуванням формул (9) та(!0) рівняння (І) перепишемо таким чином:

■! н '■>

(1 + ——)----------~а,<о~ + я,+я,:

Рішення рівняння (11) має вигляд:

де

І , 1 О)

/ = — (огсіг--------агш —):

Р Р Р

(11)

(12) (ІЗ),(14)

ґ/ . -і- а

йі=£а- л =Еп_ (іб)лі7),(і8>

Д/«' • л/, ’ • л/0 '

Значення параметрів системи а«, аь аг. аз взято з результат експериментів та по літературним даним. На рлс.1. приведено графічні ілюстрацію рішення (12) (крива 2).

Дія умов, коли додатковий (АД) знаходиться на одному валу з головнт (СД)та(Н), основне рівняння (1) перепишемо:

а„/гл — = М,4Л - А/ л -Мп - Мп-сі і

Окремо треба розглянути умову при Мдд Млди> :

(19)

=^.£І.а(2») М, о: ° Л/, 1

(21)

\/ І/

*иО ,И ЛЇО

де « =^- ^22>

де а/; ’

■ (23)

Параметр щ визначає відношення моментів Мддг> та Мсдо, при яких не формується падіння обертів нижче критичних для умов самозапуску. Нами для попередніх оцінок прийнято значення «4 =0,1.

В теперішніх, дослідженнях значення сц взято з експериментальних даних порядка 1,65. Ці значення були підтверджені експериментами в натурних умовах на діючій насосній станції.

Рівняння (11) представимо:

де

Параметри системи можна оцінити:

а,, = 1.1:я, = 1.0;я. + я, = 0,02;<7, = 0,1;«^ = 1,65;

(26)

Рішення рівняння (24) мас вигляд:

(27)

з параметрами, чисельні значення яких приведені в (26). На рис. 1. (крива 3) іводиться графічне представлення цього рішення. Поряд з використанням здаї'кового електродвигуна була використана швндкодійна система ітоматики, яка дозволила підвищити надійність прийнятих засобів боротьби з дравлічним ударом. На основі числового аналізу експерименту теоретичної ормули (27) показано, що включення допоміжного асинхронного іектродвигуна збільшує вибіг насосного агрегату, як за рахунок допоміжного оменту інерції, так і обертального моменту асинхронного електродвигуна, ри цьому виявляється достатньо використати М\д« 0.1 Мс-до-

Третій розділ присвячений питанням самозагіуску насосного агрегату при >роткочасному вимкненні електропостачання основного електроприводу ісля короткочасного вимкнення живлення електроприводу насосного регату, в деяких випадках можливо здійснити успішний самозапуск, тобто ювестн розворот з якої-небудь стадії невстановленого перехідного режиму та івести ііого на номінальний встановлений режим. При цьому необхідно не

льки провести самозапуск з режиму <я>0.5, а і забезпечити швидкодіюче ірацюванни АВР. В роботі використовуються засоби збільшення видкодіючої системи АВР-БАВР. які замішені патентом Російської Федерації, і рис.2 зображена насосна установка яка працює за схемою швидкодіючого ткання резервного електропостачання синхронного електродвигуна, що ізволяє скоротити час спрацювання АВР з 0,8 до 0.4 с. На рис.З зображена

залежність зміни швидкості від часу в процесі вибігу і послідуючол самозалуску насосного агрегату при короткочасному вимкненії електропостачання.

6>

...

' ' ' ***** г\;' ^ - , .,,

Рис.2. Дослідний стенд для експериментальних досліджень режимних параметрів перехідних процесів.

П'‘”

\1 з / / <

- 1 V ^ V ч 2 . і і і

1 1 .. і.. и 1 . N. 0 І V > N І**- і тГ2 Утг^=і 0 > і ? •— Ь'

Рис.З. Затежність зміни приведеної швидкості обертання насосного агрегату від часу в процесі вибігу та самозатску.

При вимкненні живлення СД . падіння обертів НА відбувається по кривій вибігу «1». АД, який знаходиться на одному ваті з СД і постійно живиться напругою від резервного джерела електроживлення в момент часу приймає навантаження на свій ват, що приводить до появи струму в ланцюгу обмотки статора і ввімкненні схеми БАВР. АД розвиває максимальний обертальний момент Мддкрі процес падіння обертів проходить по кривій «2».

СД, одержав живлення від резервного джерела електроживлення в момент часу її, під дією свого пускового моменту, обертального моменту АД і моментів інерції обертових мас. розпочинає розганятися по кривій «З» і в момент Ь досягає номінатьного числа обертів.

Рівняння збереження моменту кількості руху прийме такий вигляд:

7~=\/ -А/ ■ <2*>

Л д

де і - сумарний момент інерції обертових мас:

Мд - сумарний обертатьнпії момент, створюваний на валі електродвигунів СД і АД.

Мс - сумарний момент сил опору.

Будемо вважати, що в процесі як вибігу, так і самозапуску має місце закономірність пропорційності моментів і кутових швидкостей. При переході через точку «2» пропорцюнальнісгь повинна бути обмежена точками «2» і «3>>.

У зв'язку з цим за точку відліку будемо приймати (2

Тоді Мд і Ме подамо у вигляді співвідношення:

МА = А/ 72 + (.» „ -А/ „х (29)

' (00 ~ (і>2 '

А і,- +(Л/„ - (ЗО)

<оа-ы.

Рівняння (28). враховуючи співвідношення (29.30). перетворимо

слідуючим чином:

де

Ю' - .2 г,' а—— = (о +■[>". (ЗІ)

сі!

<о-со, - 1-і-, Ь„-Ь, Ь, :/=—а~——-.В- = —; «>ь~Щ Тс Ьг'Ьі Ьі (32)

Іі + -**ч и -с? (33)

=ЛЛ(ТГ“ТГ}“(ТГ“1Г)|; М0 Д/0 \10 А/0 (34)

(35)

7^ _ ще розгону НА бід ю2 (початок самозапуску') до номінального

М0

режиму о>5=<йо при постійному надлишковому моменті МЮб.

Мо, о. .її, - параметри основного електродвигуна при номіназьному режимі. Як приклад оцінювального аналізу параметрів системи:

Коефіцієнти системи оцінюються:

Л ^ І Л, Л, - Ь. - < і. 5: /'; -

Рішення рівняння (З І) мас вигляд відповідно до приведених оцінок:

(38)

Рис.4 ілюструє порівнянність розрахункових і експериментальних даних а також вплив асинхронного двигуна на процес самозалуску.

Рис.4. Графік затежності змінювання приведено') швидкості обертання насосного агрегату від часу (режим самозалуску)

Момент інерції системи збільшує час самозагіуску, а допоміжний момент від АД. навпаки зменшує і створює передумови для успішного самозалуску.

В четвертому розділі розглядається1 методика і результати експериментальних досліджень невстановдених режимів системи « Н - НВ -СД

- АД», які мають місце при вимиканні електроживлення основного приводу. Випробування системи проводились на стенді, розташованому на діючій насосній станції другого підйому водопровідних споруд ВУВГ “Дінець”. Стенд для випробувань складається з насосного агрегату з насосом Д 4700-90 і основного електроприводу СДН -14-59-6уЗ. а також допоміжного асинхронного електродвигуна А. 101.6 м. розташованому на одному ваті :з насосом.

! і

А

чн}чі\утх‘ -ні (..шиЪ.. !,и. і-( 1.0

ірім ШчОі'.] літ ;Ъ 1.1,1'

1.4

1-Х

Електроживлення електродвигунів СД і АД (рис.5) здійснюються від двох незалежних вводів В] і В; напруги 6000 В через дві системи шин. Дія успішного самозапуску схема управління СД повинна складатися із схеми управління системи збудження і схеми управління вхідним В1 і секційним вимикачем (СВ)- схеми АВР. пусковим органом якого являється датчик струму

от.

Рис.5. Схема швидкодіючого автоматичного вмикання резервного

живлення СД з допоміжним АД.

АД постійно заживлений від трансформатора Т власних потреб першої системи шин напругою 380 В. Дія проведення випробувань і аналізу значень режимних параметрів приміненнії програмно-технічний комплекс (ПТК) на базі ПЕОМ в складі: ПК РегЦіит П, комплексу технічних засобів для локальних інформаційно керованих систем: набору технологічних аналого-чисельних перетворювачів (АЧП): таймера, виконаного на базі елемента вводу сигналів часу КС-31-41: системи датчиків обертів (тахометр) і тиску.

Управління роботою стенда для випробувань здійснювалось за допомогою спеціалізованого математичного забезпечення, розробленого колективом спеціалістів.

У процесі випробувань проводились перевірки справності і працездатності всіх елементів і вузлів насоса, електроприводів, вимірюваної схеми і

регіструючпх приладів

Програма випробувань і досліджень передбачаїа одержання наступних

результатів <о = е>(і\Р = Р(і) для наступних режимів:

- пуск НА на закриту засу вку. АД - обезструмлений:

- пуск і зу пішка НА на закриту засу вку :

- пуск НА на закриту засувку, режим навантаження і зупинка на відкриту засувку; АД - обезструмлений:

- пуск на закриту засувку, ввімкнення АД: режим навантаження АД, зупинка на відкриту засу вку;

- режим самозапуску СД шляхом вимкнення В-2 при норматьному робочому навантаженні (АД - обезструмлений);

- режим самозапуску СД шляхом вимикання В-2 і роботі БАВР при

норматьному навантаженні НА і вимкненому АД:

- режим самозапуску СД шляхом вимикання В-2 і роботі БАВР при

норматьному навантаженні НА і ввімкненому АД:

- режим самозапуску СД при вимиканні напруги з підстанції живлення і роботі БАВР при норматьному навантаженні і ввімкненому АД.

Рис.6. Співставлений розрахованих та виміряних чисел оборотів та напору в процесі вибігу насосного агрегату прп ввімкненому та вимкненому АД.

Із рис.6 можна зробити висновки:

- користування додатковим електродвигуном дає можливість одержати: , < і, .тобто запобігти прямого гідравлічного удару (Ц=1,56 с, 2,48 с);

- без використання додаткового електродвигуна маємо ,5<л с, 1,2-- 1.475с), що може привести до прямого гідравлічного удару;

де іф - фаза гідравлічного удару:

І,, час закриття зворотного клапану.

При аналізі достовірності одержаних експериментаїьних результатів зроблені слідуючи оцінки:

- можливих похибок вимірювань в процесі вимірювань і регістрації;

- вимірювання кутової швидкості і тиску здійснювалось з похибкою дповідно 2% і 5%;

- можливі грубі помилки вимірювань, які могли виявитись при збої роботи істеми.

Ці дані звичайно відкидаються, якщо: (0п — -1сгга »

де а - середньоквадратпчне відхилення:

<о, і <о„ - виміряні сплески ю в першій і другій вибірках при паралельних >слідах.

Питання відтворення паралельних іспитів досліджувалося при допомозі штерію довіри Ст'юдента при довірчій імовірності 99% (^=3,85). Діапазон

меншого відключення <іі складає:

0,02 <*><«+0,02:

Порівнянність результатів розрахункових і експериментальних даних ісліджувались шляхом кореляційного аналізу.

Розрахований коефіцієнт взаємної кореляції становить величину порядку =0.87. За допомогою критерію Фішера ( 7,~1.33) оцінені межі варіювання

■слиженої величини <о.

|{>

висновки

І.Представлений аналіз впливу основних факторів на несталі режими рух рідини і хвиль змінювання тиску в напірних водогонах, які формуються яр раптовому вимиканні електроживлення привідного двигуна, дозволя прогнозувати виникнення гідравлічного удару і застосовувати ефективі засоби його пом'якшення і запобігання.

2.Існуючі засоби запобігання гідравлічного удару у напірних водогона класифікуються на дві гр\пи, перша з яких виявляється практично цілко: надійною, але дорогою: друга - порівняно дешева, але не завжди забезпечу •запобігання гідравлічного удару.

3.При короткочасному вимиканні енергопостачання насосного агрегат можливий успішний його самозагіуск при додержанні умов, при яких проце вибігу НА не досягає рівня необоротних процесів. Ці умови виконуються пр падінні кутової швидкості обертання не більше, ні/ на 0,5 соо

4.Теоретично (на підставі рішення рівняння збереження моменту кількісл р\ху) доказана можливість використання управління процесом вибігу т розгону НА за допомогою додаткового АД, шо підтверджено результатам! проведених натурних іспитів.

5. Дія різних умов нестановленич процесів при вимиканії електроживлення привідного двигуна в результаті рішення рівнянн: збереження моменту кількості руху були збудовані залежності часу вибігу ві. кутової швидкості обертання со = со (t).

З аналізу графічних залежностей видно, що успішний самозалусі здійснюється при сумісній роботі АД і СД

6. Розроблений і збудований стенд випробувань умов запобіганні гідравлічного удару на діючії! насосній станції 2-го підйому 3 блоку, якні оснащений сучасною вимірювальною апаратурою і комплексом комп’ютерноп забезпечення на основі ПЕВМ- Pentium Н. В процесі випробувань системі “СД-АД-НВ" була л становлена повторюваність результатів випроб)вань прі

[наковнх початкових умовах При великих обертах, близьких до номінальних, иссимальна відносна похибка не перевищувала 4% при довірчій вірогідності При кутовій швидкості, з якої розпочинається розворот привідного ■игуна, похибка не перевищує К%, при тій же довірчій вірогідності,

7.Ідентифікація розрахункових залежностей дослідним даним проводилась : основі кореляційного аналізу. Дія дослідження процесу вибігу коефіцієнт ■реляції досліджування і розрахункових даних складає К = 0,87, що свідчить ю задовільний збіг результатів розрахунків і іспитів.

8.Виконані техніко-економічні розрахунки, які обгрунтовані на методі итку при змушеній зупинці НА . установили економічний ефект порядку 128 с. грн. в рік на діючому об'єкті.

Список опублікованих праць

1.Нетюхайло А.П., Шаталов Е.С. Предотвращение гидравлического удара напорном трубопроводе посредством управления процессом выбега

сосного агрегата . //Вісник ХДПУ. Збірник наук, праць. - вип.36. Харків.. ЦПУ, 1999.-С. 120-130.

2.Нетюхайло А.П., Шатаюв Е.С. Предотвращение гидравлического удара напорных трубопроводах при самозапуске электропривода насосного

зегата І1 Вісник ХДПУ. Збірник наук праць. - вип.42.Харків.. ХДПУ, 1999151-157.

3.ГІат 2046494 Российская Федерация, МКИ Н020 9/06. Способ

гоматнческого включения резервного электропитания синхронного гктропривода. /Шатаюв ЕС., Коваїенко В.Н, Малишевский АН краннаХ-Х» 5018020/07; Заявл. 17.09.91; Опубл. 20.10.95. Бюл.№29.

4.А с. 1206485 СССР МКИ Р040 15/00. Насосная установка. /Шаталов

2.. Коваленко В.Н., Маїишевский А.Н. (СССР). -Лз 3371320/25-06; Заявлено .07.84; Опубл. 23.01.86, Бюл.№3.

і»

5.А.С. 1352096 СССР, МКИ Г!)*Ш 15/00. Система управления

электродвигателем насоса. / Шагаю и Е.С., Коваленко В.Н., Горохов А Г..Петросов В.А. и Малишевский А.Н(СССР) . - № 3916338/25-06; Заявлено 24.06.85; Опубл. 15.11.87. Бюл. №42.

6.Шаталов Е.С Натурные испытания работы насосного агрегата в нестационарных режимах. //Науковий вісник будівництва - Харків, ХДТУБА ХОТВ АБУ 1999. - ВЛП.8.-С.51-55.

7.Горохов А Г., Денисенко С.В., Коваленко В.Н., Шаталов Е.С. Гашение гидравлического удара с помощью дополнительного электродвигателя. //Вестник Харьковского политехнического института. - Харьков, 1987-вып.12,-

С.63-70.

8.Пусковой орган быстродействующего АВР./Зинченко АН. Олейник В.Г., Кураденко Г.Н., Беликов А.А. Шататов Е.С. // Промышленная энергетика,- 1993. -№4. - С.31-33.

АНОТАЦІЯ

Шаталов С.С. Запобігання гідравлічного удару в напірних трубопроводах систем водопостачання за допомогою управління електроприводом насосного агрегату.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціатьністю 05.23.04. - водопостачання, каналізація - Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури 2000. Дисертація присвячена вирішенню проблеми запобігання гідравлічного удару при короткочасному вимкненні електропостачання головного електроприводу насосного агрегату за допомогою додаткового електродвигуна, який розміщується на одному валу з головним приводом та підвищує час вибігу насосного агрегату, що дозволяє одержати успішний самозапуск. Розглянуто вплив різних факторів на процеси вибігу та самозапуску на підставі аналізу рівнянь збереження моменту кількості руху та їх аналітичного вирішення. Проведена серія експериментальних досліджень на діючій насосній станції міста Харкова. Приводиться аналіз

їжності падіння кутової швидкості від часу при вибігу насосного агрегату та підвищення при розвороті насосного агрегату. Експериментальні та рахункові результати знаходиться в межах довірчих інтервалів юрнстаннн розглянутого .методу зниження ризику форму вання гідравлічного ру дозволяє отримати економічний ефект у розмірі 128 тис.гри. в рік.

Ключові слова: гідравлічний удар, момент кількості руху, кутова їдкість, насосна станція, вибіг, розворот.

АННОТАЦИЯ

Шаталов Е.С. Предотвращение гидравлического удара в напорных трубопроводах систем водоснабжения посредством управления электроприводом насосных агрегатов.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по гиальности 05.23.04 - водоснабжение, канализация. - Харьковский ■дарственный технический университет строительства и архитектуры. ьков.2000. •

сертацня посвящена решению проблемы предотвращения гидравлического >а при кратковременном отключении электроснабжения приводного ггродвигателя насосного агрегата с помощью дополнительного ггродвигателя, который располагается на одном вату с приводным тродвнгателем и увеличивает время выбега насосного агрегата, что юляет осуществить успешный самозапуск, Рассмотрено влияние различных горов на процессы выбега и самозапуска на основании анализа уравнения іанения момента количества дшіження и их аналитического решения ведена серия экспериментальных исследований на действу ющей насосной ции города Харькова. Представлен анализ зависимостей падения угловой юсти от времени при выбеге насосного агрегата и их увеличения при оне насосного агрегата. Экспериментальные и расчетные результаты їдятся в пределах доверительных интервалов. Использование

рассмотренного метода снижения риска возникновения гидравлического ударг позволяет получить экономический эффект в размере 128 тыс, грн. в год

Ключевые слова: гидравлический удар, момент количества движения угловая скорость, насосная станция, выоег. разгон.

RKSUMi:.

Shataiov E.S. Prevention of hydraulic blow in the pressure tubes of the systems water supply by means of operating electric driver of pump unit - manuscript

The dissertation for degree of candidate of Technical Sciences, specialty 05.23.04 - Water Supply. Severage. - Kharkov State Technical Unixersitv building and Architecture Kharkov. 2000.

The dissertation is devoted to the problems of prevention of hydraulic blow in the pressure tubes of the systems Water supply by means of operating electric driver of pump unit, which places on one to the shaft with the driving electric motor and increases time of running out of the pump unit, that permits to realize successful selfstart. The effect of the various factors to processes of running out and self-start is considered. Because of analysis of the equation of saving of a motion quantity moment and its analytical solution. A series of experimental researches in the operating pump serv er of Kharkov is conducted, dependents of a falling of an angular velocity on lime at the running out of the pump unit and their increase at the dispersal the pump unit are analising. The experimental and designed outcomes are within the limits of a fiducial error. Using of the considered method of lowering the risk of origin of hydraulic blow (impact) permits to receiv e economic benefit a rate of 128 thousand of griven a year.

The key words :

Hydraulic blow, moment of motion quantity, angle velocity, pump. time, running out, self.