Шудрик О. Л. Підвищення ефективності використання відцентрових насосів за рахунок вдосконалення математичних моделей робочого процесу

Об’єкт дослідження – гідродинамічні процеси в проточній частині заглибного багатоступінчастого електровідцентрового насоса. Предмет дослідження – характеристики заглибного відцентрового насосу, які враховують одночасно структуру потоку, в’язкість і наявність вільного газу, шляхом вдосконалення математичної моделі робочого процесу. Мета і задачі дослідження. Мета дослідження – підвищення ефективності роботи заглибних відцентрових насосів шляхом вдосконалення математичних моделей робочого процесу. Для досягнення поставленої мети поставлені наступні задачі: 1. Проаналізувати і узагальнити сучасний стан моделювання робочого процесу в лопатевих гідромашинах, експериментальні дослідження роботи заглибних відцентрових насосів для реальних умов експлуатації. 2. Розробити тривимірну математичну модель робочого процесу ступені відцентрового насоса на основі врахування особливостей течії газорідинної суміші в проточній частині. 3. Провести чисельні дослідження робочого процесу ньютонівської, неньютонівської рідини і газорідинної суміші в ступені заглибного відцентрового насоса. Методи дослідження. При виконанні дисертаційної роботи використовувалися фундаментальні положення теорії механіки рідин і газів. Поставлені в роботі завдання вирішуються на основі методів обчислювальної гідродинаміки і експериментальних досліджень. Математичне моделювання гідродинамічних процесів в проточних частинах заглибних відцентрових насосів здійснювалося із застосуванням методів обчислювальної гідрогазодинаміки, які реалізовані в програмному комплексі OpenFOAM. Наукова новизна полягає в наступному: – вперше розроблена математична модель тривимірної течії неньютонівської рідини типу Гершеля-Балклі для водонафтової емульсії і газорідинної суміші в ступені відцентрового насоса, що дозволяє враховувати особливості конструкції малогабаритної ступені насоса, склад і властивості середовища, що перекачується; – вдосконалено функціональні залежності для визначення ефективної в’язкості рідини, коефіцієнтів перерахунку напору і ККД заглибних насосів, що дозволяє підвищити точність прогнозування робочих характеристик на реальні умови експлуатації насоса;