Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Значимость математического моделирования работы крупных насосных станций

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0812368
Файл статьи: Aplts_Aug2015_053to075.pdf (1747.94Кб)
авторы: Божьева С. М.1,*, Ломакин В. О.2

УДК 628.29

1 Россия, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»

2 МГТУ им. Н.Э. Баумана

В статье приведены основные принципы проектирования и конструктивного оформления насосных станций. Перечислены основные требования для создания благоприятных гидравлических условий для работы насосных агрегатов. Описаны случаи проектирования, в которых гидродинамическое моделирование является необходимым для анализа работы станции и обеспечения ее надежной эксплуатации. На конкретном примере крупной насосной станции с погружными агрегатами изложен процесс проведения гидродинамического моделирования её работы. В качестве объекта моделирования выбрана подземная насосная станция диаметром 26 метров, глубиной 13 метров, разделенная на два независимых отделения, оборудованная 8-ю погружными насосными агрегатами. Цель этой работы – оценить эффективность проектного решения методами вычислительной гидродинамики, проанализировать конструкцию приемной камеры, выявить возможные сложности при эксплуатации объекта. Детально описано конструктивное оформление рассматриваемой канализационной насосной станции и использованные математические модели физических процессов. Подробно изложена постановка задачи моделирования и методика ее решения. Приведены начальные и граничные условия. Описаны основные расчетные режимы работы насосной станции. Результаты проведенных расчетов изложены в виде картин течения для каждого режима работы с подробными разъяснениями. Данные, полученные в результате построения гидродинамической модели, подтверждают корректность основных конструктивных решений, принятых проектом. Проверена работа насосных агрегатов при минимальном уровне воды, подтверждено отсутствие воронкообразования, а также предложены меры для улучшения условий эксплуатации объекта. Показаны застойные зоны в приемной камере, требующие отдельного регламента очистки. Предложена мера борьбы с плавающим мусором и пеной. Обосновано применение гидродинамического моделирования для проверки и корректировки проектов крупных насосных станций как значительно более точного инструмента по сравнению с эмпирическими формулами, учитывающего все особенности объекта.

Список литературы
  1. Березин С.Е. Насосные станции с погружными насосами. Расчеты и конструирование. М.: Стройиздат, 2008. 160 с.
  2. Лихачев Н.И., Ларин И.И., Хаскин С.А. и др. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / под общ. ред. Самохина В.Н. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1981. 639 с. (Справочник проектировщика)
  3. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.
  4. Баженов В.И. Математическое моделирование гидродинамических и водоочистных процессов // Яковлевские чтения. 9-я научно-техническая конференция: сборник докладов. Москва, 2014.
  5. Баженов В.И., Петров В.И., Бухаров К.Д., Иванов А.В., Филиппов Г.Г. Разработка и численное моделирование рыбозащитных сооружений на основе потокообразующих устройств // Гидротехника, 2014. № 1 (34). С. 21-28.
  6. Баженов В.И., Эпов А.Н., Гусаров О.С. Применение метода компьютерной симуляции гидродинамики потоков ( CFD ) для оптимизации конструкции аэротенка // Водоснабжение и канализация, 2009. №3. С. 47-55 .
  7. American National Standard for Pump Intake Design. ANSI/HI, 2012.
  8. СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2012.
  9. Patankar S. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. New York: Hemisphere Publishing Corporation, 1980. 197 с .
  10. Ломакин В.О., Петров А.И. Верификация результатов расчета в пакете гидродинамического моделирования STAR-CCM+ проточной части центробежного насоса АХ 50-32-200 // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, Cпец. выпуск. с. 6-9.
  11. Ломакин В.О., Петров А.И., Кулешова М.С. Исследование двухфазного течения в осецентробежном колесе методами гидродинамического моделирования // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 9. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/725724.html (дата обращения 23.09.2014).
  12. Brennen C.E. Fundamentals of Multiphase Flows. Cambridge: Cambridge University Press, 2005. 410 с .
  13. David C. Wilcox. Turbulence Modeling for CFD. 3rd ed. DCW Industries, 2006. 515 с .
  14. Gulich J. F. Centrifugal Pumps. 2nd ed. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. 964 с .
  15. Daqing Zh., Yuan Zh., Ge X. CFD Simulation of the Whole Pump Station Inlet Flow Field // ASME 2008 Fluids Engineering Division Summer Meeting collocated with the Heat Transfer, Energy Sustainability, and 3rd Energy Nanotechnology Conferences. Volume 1: Symposia, part A and B, Jacksonville, 2008, pp. 973-977. DOI:10.1115/FEDSM2008-55235
  16. Ding H., Visser F.C., Jiang Y., Furmanczyk M. Demonstration and Validation of a 3D CFD Simulation Tool Predicting Pump Performance and Cavitation for Industrial Applications // Journal of Fluids Engineering, 2011. 133(1). DOI:10.1115/1.4003196.



Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)