- •Петрусь Віталій Володимирович
- •Гідроімпульсний привод мембранного насосного агрегату для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ
- •Перелік умовних скорочень
- •Розділ 1 аналіз відомих науково-технічних розробок та досліджень в галузі насосних агрегатів та їх приводів
- •1.1. Аналітичний огляд конструкцій насосних агрегатів та галузі їх використання
- •1.2. Аналіз приводів насосних агрегатів
- •1.3. Вибір гідравлічних приводів динамічного та об’ємного типу
- •1.4. Відомі конструкції насосів з гідравлічним приводом
- •Показники питомої енергоємності та якості конструкції для насосних агрегатів з механічним і гідравлічним приводом [82, 106, 112, 149, 151, 176]
- •1.5. Аналітичний огляд типових математичних моделей гідроприводів вібраційної та циклічної дії
- •1.6. Висновки і постановка завдань дослідження
- •Розділ 2 вибір схем та конструктивних рішень насосних агрегатів з гідроімпульсним приводом
- •2.1. Основні вимоги та критерії до вибору принципових та конструктивних схем гідроприводних насосних агрегатів для перекачування високов’язких, агресивних і абразивовмісних середовищ
- •2.2. Принципові та конструктивні схеми гідроприводних насосів плунжерного та мембранного типу зі схемою керування за тиском
- •Основні конструктивні параметри нгпа з двокаскадним клапаном-пульсатором непрямої дії
- •2.3. Конструктивні рішення гідроприводних насосів мембранного типу з комбінованою системою керування
- •2.4. Висновки до розділу
- •Розділ 3 математичні моделі гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату
- •3.1. Прийняття основних припущень
- •3.2. Математична модель гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату із пофазним розбиттям робочого процесу
- •3.3. Математична модель робочого процесу гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату з використанням одиничних функцій
- •3.5. Висновки до розділу
- •Розділ 4 експериментальні дослідження нової конструкції мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом
- •4.1. Мета і задачі досліджень. Об'єкт досліджень і гідроприводний випробувальний стенд
- •4.2. Методика експериментальних досліджень і оцінка точності вимірювань
- •4.3. Планування багатофакторного експерименту
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – ккд мнагіп η
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – продуктивності q мнагіп
- •Матриця планування експерименту для функції відгуку – тиск р на виході з мнагіп
- •4.4. Результати експериментальних досліджень, порівняння результатів
- •4.5 Висновки до розділу
- •Розділ 5 математичне моделювання динаміки робочого процесу гідроімпульсного привода та оцінка технічного стану насосного агрегату
- •5.1. Чисельне розв’язування математичної моделі гідроімпульсного приводу та аналіз отриманих результатів
- •5.2. Регресійний аналіз та параметрична оптимізація вихідних параметрів мнагіп
- •5.4. Математичне моделювання оцінки технічного стану мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом
- •Експертна база знань
- •5.5. Висновки до розділу
- •Розділ 6 методика проектного визначення параметрів і характеристик гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату та інші напрямки застосування результатів дослідження
- •5.1. Методика проектного розрахунку параметрів гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату
- •Залежність довжини ходу жорсткого центра х мембрани від діаметра d
- •5.2. Перспективи використання гідроімпульсного привода для машин циклічної дії
- •5.3. Висновки до розділу
- •Висновки
- •Додатки Додаток а Акти впровадження Додаток б Перелік посилань на джерела, що були використані для проведення патентного дослідження в галузі насосних агрегатів з гідравлічним приводом
- •Додаток в Математична модель динаміки робочого процесу гідроімпульсного привода мна в пакеті розширення Simulink середовища matlab
- •Додаток д Технічні характеристики сучасної реєструвальної апаратури, використаної в експериментальних дослідженнях
- •Давач надлишкового тиску Карат-ди
- •Список використаних джерел
1.6. Висновки і постановка завдань дослідження
Огляд відомих науково-дослідних робіт, а також порівняльний аналіз типів насосних агрегатів для перекачування високов’язких, абразивовмісних і агресивних середовищ та їх приводів для здійснення зворотно-поступальних рухів дозволяє зробити наступні висновки:
– встановлені основні переваги та недоліки насосних агрегатів різних типів і конструкцій показали, що для перекачування високов’язких, агресивних і абразивовмісних середовищ найбільш раціональними є мембранні насоси;
– використання традиційних конструкцій насосних агрегатів та приводів для їх насосних вузлів зворотно-поступальної дії не дозволяє забезпечити достатню ефективність та економічно обґрунтовану доцільність їх застосування при перекачуванні високов’язких, агресивних і абразивовмісних середовищ;
– встановлена тенденція удосконалення конструкцій приводів насосних агрегатів для підвищення їх ефективності;
– найраціональнішим для насосних агрегатів, що перекачують високов’язкі, агресивні і абразивовмісні середовища є гідравлічний привод, що має ряд переваг, головними з яких є: можливість забезпечення заданого закону руху, простота і надійність автоматичного повторення робочих циклів, мала металоємність, невеликі вага та габарити, а також значна питома енергоємність;
– доведено, що універсальним, ефективним та економічним методом реалізації зворотно-поступальних рухів для насосних агрегатів мембранного і плунжерного типу є гідроімпульсний привод, а для забезпечення ефективної роботи цього привода доцільно застосувати автоматичні гідророзподільники різного конструктивного виконання;
– виявлені переваги мембранних насосних агрегатів з гідроімпульсним приводом для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ перед відомими насосними агрегатами подібного призначення;
– з аналізу відомих теоретичних досліджень динаміки робочих процесів у гідроприводах зворотно-поступальної дії встановлено відсутність проведення досліджень із визначення функціональної залежності між параметрами та характеристиками гідроімпульсного привода у випадку його застосування для насосних агрегатів, що вимагає проведення додаткових теоретичних та експериментальних досліджень;
– для створення перспективного гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату необхідно розробити його принципову схему, дослідити динаміку роботи та встановити оптимальні режими функціонування.
На підставі вищесказаного, виходячи з системного підходу для досягнення поставленої мети, а саме розробки гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ з максимальною продуктивністю і напором насосного агрегату при високому загальному ККД, необхідно розв’язати наступні завдання:
– розробити гідроімпульсний привод мембранного насосного агрегату для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ з блоком керування – автоматичним гідророзподільником;
– виконати математичне моделювання робочого процесу запропонованої конструкції гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату з автоматичним гідророзподільником, а також його чисельне імітаційне дослідження на ЕОМ; обґрунтувати раціональні конструктивні і робочі параметри, характеристики і режими роботи гідроімпульсного привода та мембранного насосного агрегату;
– розробити математичну модель оцінки технічного стану мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом;
– експериментально дослідити параметри роботи запропонованого експериментального зразка мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом та виконати порівняння результатів, що одержані шляхом проведення експериментальних досліджень з чисельними результатами, отриманими згідно розробленої в роботі математичної моделі, з метою вироблення практичних рекомендацій для раціонального вибору конструктивних та приводних параметрів перспективних насосних агрегатів і встановлення сфери їх ефективного використання;
– розробити методику проектного розрахунку параметрів гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату, призначеного для перекачування високов’язких, агресивних та абразивовмісних середовищ.
Реалізації вищезгаданих завдань присвячені всі наступні розділи дисертаційної роботи.
