- •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
4.5 Висновки до розділу
В результаті проведення експериментальних досліджень і обробки експериментальних даних зроблені наступні висновки:
1. Гідроімпульсний привод досліджуваного зразка мембранного насосного агрегату, побудований за схемою автоматичного управління за допомогою комбінованого автоматичного гідророзподільника, показав достатню працездатність і можливість безступінчастої зміни параметрів (частоти ходів, тобто, продуктивності мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом, а також створюваного тиску в нагнітальному трубопроводі).
2. Експериментально встановлено відсутність хвильових явищ в робочих порожнинах досліджуваної гідросистеми.
3. Експериментально підтверджено, що основними і визначальними чинниками, що впливають на частоту ходів мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом є продуктивність приводного гідронасоса і налаштування комбінованого автоматичного гідророзподільника.
4. Експериментально підтверджено можливість незалежного регулювання вихідних параметрів мембранного насосного агрегату за рахунок зміни його окремих конструктивних параметрів (довжини ходу поршня з мембраною) та робочих характеристик гідроімпульсного привода з комбінованим автоматичним гідророзподільником. Оптимальними значеннями параметрів досліджуваного мембранного насосного агрегату є продуктивність в межах 9 … 11 м3/год (150 … 180 л/хв), тиск в насосній камері – 2,2 – 2,4 кгс/см2 (0,22 … 0,24 МПа) [137].
5. Методом планування багатофакторного експерименту було отримано квадратичні рівняння регресії, які дозволяють адекватно описати залежності значень ККД η та продуктивності Q мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом від основних параметрів впливу: довжини ходу поршня з мембраною l, об’єму гідросистеми W та продуктивності приводного насоса Qн.
6. Проведено параметричну оптимізацію значень ККД η, яка дозволила встановити оптимальні значення параметрів гідроімпульсного привода мембранного насосного агрегату: довжина ходу поршня з мембраною l = 17,5 мм (оптимальні межі 17 … 19 мм), об’єм гідросистеми W = 1,5 л та продуктивність приводного насоса Qн = 10,435 л/хв (оптимальні межі 8 … 11 л/хв), і максимальне значення критерію оптимізації – ККД η = 63,33 % [137].
7. Побудовано поверхні відгуків ККД η та продуктивності Q мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом, в залежності від окремих параметрів оптимізації в площині їх дійсних значень, які дозволяють наочно проілюструвати залежності значень величин ККД та продуктивності мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом від окремих параметрів оптимізації та місцезнаходження оптимумів.
8. Співставлення даних, отриманих з експериментальних осцилограм і результатів, отриманих за допомогою ЕОМ згідно запропонованої математичної моделі, реалізованої із використанням пакету розширення Simulink середовища MATLAB 7.7, свідчить про прийнятну достовірність запропонованої методики проектного розрахунку, а також про адекватність математичної моделі реальному робочому процесу, максимальна відносна похибка порівняння теоретичних та експериментальних досліджень склала: за частотою ходів 2,43 … 13,1 %, за продуктивністю мембранного насосного агрегату 9,66 … 18,47 %, тиском в напірній магістралі і відповідних робочих порожнинах – не більше 3 %, похибка обробки експериментальних даних не більше 1,45 %.
9. Розроблену згідно госпдоговору № 9320 (номер державної реєстрації 0108U009389) [161] та договорів про творчу співдружність №№ 93/1, 93/2 (де автор був відповідальним виконавцем) конструкцію мембранного насосного агрегату з гідроімпульсним приводом впроваджено у військовій частині А2783, на ВАТ “ВІННІФРУТ” Калинівського району та ППФ “Кастор” міста Вінниці (Додаток А).