Введение к работе
Актуальность работы: Интенсїфжация использования под8ешшх вод в водоснабжении городов и осусеиим пластовых кесторолденпи полезных кскопсауых, доСьшазьак подгсйкыа способом сдерзнвсэтся фак-тород надешюсти работы погружных агектронасоскых ггроготоэ.
Основным направлением повышения уровня обоснованности параметров агрегатов, обеспечивазсего улучЕение надезвости их работы является метод проб и ошибок, т.е. изготовление наиболее слабых узлов насосов и сравнительная оценка для определения наиболее эффективной их конструкции.
Однако, полученная в ходе испытаний область решашых параметров не всегда совпадает с требованиями технического задания. Проведение испытаний требует дополнительных энергетических и мате-рильно-технических затрат, величина которых шает достигать 35 -50Z от стоимости самого погрудного электронасосного агрегата. Кроме того, это приводит к тому, что узел агрегата, имеющий высокий уровень надедности при единичном испытании, при серийном производстве может не подтвердиться. Из-за отсутствия дорогостоящих испытательных стендов не все предприятия, выпускающие погружные электронасосные агрегаты, имеют возможность проведения сравнительных испытаний.
Проведение стендовых испытаний для определения наиболее эффективных конструкций узлов погружных электронасосных агрегатов объясняется отсутствием аналитических методов установления их оптимальных режимов работы. Математическое и имитационное моделирование позволит сократить число доводочных испытаний и обеспечит повышение надедности и сффэктивнести на стадии проектирования. Это ставит научную вадачу определения оптимальных параметров электромеханической системы погрудного электронасосного агрегата, на основе обеспечения надеиности его работы в разряд ваднейшх.
Цель работы - установить зависимости, определяющие оптимальные параметры электромеханической системы погрудного электронасосного агрегата для снижения динамических нагрузок на валу электрод вигателя, вызванных пульсациями рабочей жидкости и повышения надедности электропривода.
Идея работы - заключается в повышении надежности электропривода погружных электронасосных агрегатов, достигаемое путем определения оптимальных параметров ступеней насоса и электромеханических показателей электродвигателя, позволяших снизить динамические
нагрузки на валу электродвигателя, вызванных пульсациями рабочей жидкости.
Метод исследования - комплексный, включающий научный анаше и обобщение результатов работы по оптимизации параметров и надежности электронасосных агрегатов, аналитические методы оптимального проектирования и теории надежности, математического и имитационного моделирования, теории вероятности и математической статистики, вычислительный эксперимент.
Научные положения, выносимые на защиту и их новизна:
установлены закономерности формирования динамических нагрузок на валу электродвигателя погружного насоса, учитывающие величины пульсаций рабочей жидкости в зависимости от геометрических форм ступеней насоса;
определены оптимальные параметры геометрических форм ступеней погружного насоса для снижения динамических нагрузок на валу электродвигателя и установлено их влияние на показатели надежности электронасосного агрегата;
установлены оптимальные соотношения между показателями электромеханической системы, позволяющие достичь максимального снижения динамических нагрузок, вызываемых возникающими пульсациями рабочей жидкости;
получены зависимости для расчета нагрева обмоток электродвигателя, учитывающие величину пульсаций рабочей жидкости в ступени насоса, ианос изоляции статорной обмотки, выпадение механического осадка и нарушение течения охлаждающего потока. Установлено влияние этих явлений на надежность электропривода.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы заключается в том, что математические и имитационные модели удовлетворяют физически обоснованным допущениям и корректности исходных предпосылок постановки задач, методов их исследования и результатов сравнительной оценки по критерию надежности и экономической эффективности на основе вычислительного эксперимента.
Научное значение работы заключается в установлении закономерностей формирования динамических нагрузок на валу электродвигателя погружного электронасосного агрегата, в зависимости от пульсаций рабочей жидкости, и оптимальных параметров электромеханической системы погружного электронасосного агрегата для повышения уровня надежности его электропривода.
Практическое значение. Данная теоретическая работа - закон-
- б -
ценное исследование, в котором решение доведено до конечных расчетных формул. ПроЕвдоппоо, на основе математических моделей и ые-тодов расчета, нмнтацвоавое моделирование позволяет определить величину диваагаескнх вагруаок на валу электродвигателя погружного насоса в зависимости от пульсаций рабочей жидкости , определить оптккальЕыэ пвргйтрз геометрических форы ступеней насоса н уровень надезагости эле!ярозасосного агрегата с учетом показателей электромеханической системы, при которых достигается макоЕяальиое снивение динамических нагрузок электропривода. Определен срок службы электродвигателя на основе его теплового расчета.
Результаты работы попользованы для внедрения на "Энергомеханическом заводе" АО "Тулауголь" г. Новомосковск.
Апробация работы. Основные положения диссертационной рсботы и ее отдельные разделы докладывались на научно-технических коифере-ницях прсфессорско-првсодавательского состава Тульского государственного универститета (г. Тула 1995-1996 г.); на научно-технической конференции "Электроснабжение, электрооборудование, электросбережение", (г. Новомосковск 21-22 ноября 1996 г.); на Технических советах заводов "Насосного и бурового оборудования" и "Знергомеха-нического" г. Новомосковск.
Публикации. По теме диссертации опубликовано две статьи.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 120 страницах машинописного текста, содержит ЭО рисунков, 23 таблицы, список литературы из 110 наименований.
Похожие диссертации на Определение оптимальных параметров электромеханической системы погрудного электронасосного агрегата
