Повышение эффективности мелиоративных насосных станций методом внедрения эжекции во всасывающие и напорные трубопроводы центробежных насосов (стр. 2 )

1 – струйный насос; 2 – насос-нагнетатель; 3 – задвижки

Рисунок 1 – Конструктивные схемы водоподъемных установок с применением центробежных и струйных насосов

эжектором на напорной линии, повышающим суммарную подачу (рис. 1г).

Попытки широкого внедрения данных схем ограничены из-за энергетической эффективности эжекторов.

Всем вышеизложенным обосновывается цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Во второй главе «Экспериментальные исследования кольцевых струйных насосов» описаны экспериментальные исследования, их цель и задачи, экспериментальная установка, методы исследования и полученные результаты.

       Экспериментальные исследования проводились на установке (рис. 2) с  целью определения следующих относительных оптимальных параметров кольцевого струйного насоса с двухповерхностной рабочей струей и повышенными энергетическими характеристиками (рис. 3):

- относительный диаметр наружного сопла ,

- относительная длина смесителя;

- относительное расстояние от обреза сопла до начала цилиндрической части смесителя ;

- диаметр смесителя.

Исследования насосов проводились с геометрической характеристикой (отношение площади смесителя к площади сопла) m=4, 8, 12, величины «m» приняты по известным рекомендациям .

В процессе исследований определялись величины рабочего, подсасываемого и смешанного (суммарного) расхода, напоров насоса-нагнетателя и струйного насоса (рис. 2).

1 – насос-нагнетатель; 2,3- струйные насосы; 4,5- баки; 6,7- расходомеры; 8,9,10.11,12- задвижки; 13,14,15,16- трубопроводы; 17,18,19,20- манометры

Рисунок 2 - Схема лабораторного стенда для испытания струйного насоса

       Задача оптимизации исследуемых параметров решалась с использованием методов теории планирования эксперимента.

В качестве критерия оптимизации принят коэффициент полезного действия струйного насоса (з), определяемый по формуле:

,                                 (1)

где ˗ относительный напор струйного насоса;

˗ относительный напор насоса-нагнетателя;

б0 ˗ коэффициент эжекции (отношение подсасываемого расхода к рабочему расходу).

1 – соединительные патрубки; 2 – приемная камера; 3 – камера смешения; 4 – кольцевое активное сопло; 5 – сопловые щели; 6 – фланец задний внутренний; 7 – фланец передний внутренний; 8 – кольцевой коллектор внутренний; 9 –фланец задний наружный; 10 – коллектор кольцевой наружный; 11 – фланец передний наружный

Рисунок 3 – Схема струйного кольцевого двухповерхностного насоса

(по а. с. № 000)

Для каждого значения геометрической характеристики струйного насоса (m) были приняты интервалы варьирования факторов (табл. 1)  (числитель для m =4, знаменатель для m =8,12).

Таблица 1 – Интервалы варьирования исследуемых факторов

Факторы	Код	Интервалы варьирования	Уровень
Основной «О»	Нижний «-»	Верхний «+»
	X1			0,5
	X2	4	8	4	12
	X3

Матрицы планирования и результаты опытов для m=4, 8, 12 приведены в таблицах 2, 3, 4. В результате обработки результатов опытов методами линейной алгебры получены математические модели параметров оптимизации для струйных насосов с m=4, 8, 12:

- m=4        (2)

- m=8 (3)

- m=12 (4)

Таблица 2 – Матрица планирования и результаты опытов для геометрической характеристики m=4,0

№ опы-тов	Переменные
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	+	+	0	0,224	+0,224	+0,224	0	+0,224	+0,224	0
2	-	-	0	0,244	-0,244	-0,244	0	+0,244	+0,244	0
Продолжение таблицы 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3	+	-	0	0,216	+0,216	-0,216	0	+0,216	+0,216	0
4	-	+	0	0,240	-0,240	+0,240	0	+0,240	+0,240	0
6	0	+	+	0,240	0	+0,240	+0,240	0	+0,240	+0,240
7	0	+	-	0,276	0	+0,276	-0,276	0	+0,276	+0,276
8	0	-	+	0,294	0	-0,294	+0,294	0	+0,294	+0,294
9	0	-	-	0,276	0	-0,276	-0,276	0	+0,276	+0,276
11	+	0	+	0,260	+0,260	0	+0,260	+0,260	0	+0,260
12	-	0	-	0,292	-0,292	0	-0,292	+0,292	0	+0,292
13	+	0	-	0,260	+0,260	0	-0,260	+0,260	0	+0,260
14	-	0	+	0.245	-0.245	0	+0.245	+0.245	0	+0.245

Таблица 3 - Матрица планирования и результаты опытов для геометрической характеристики m=8