Цель: провести научный обзор и анализ способов регулирования работы насосов, применяемых в различных отраслях, для определения наиболее экономически и энергетически целесообразного или установления необходимости разработки новых способов регулирования на мелиоративных насосных станциях (НС).
Обсуждение. Материалами для проведения научного обзора послужили предлагаемые различными учеными способы регулирования работы насосов, которые отражены в научной литературе, авторских свидетельствах и патентах. В ходе исследований проводились поиск, анализ, сравнение и систематизация способов регулирования работы насосов. В результате анализа источников информации были установлены различные типы приводов насосов, используемые на насосах НС, такие как двигатели внутреннего сгорания (ДВС) и электродвигатели. Анализируя возможные способы регулирования, установили, что дросселирование задвижками, применение байпаса, изменение диаметра рабочего колеса и впуск воздуха используются вне зависимости от типа привода. Для приводов с использованием ДВС применяется способ регулирования за счет изменения скорости вращения путем увеличения или уменьшения оборотов двигателя дроссельной заслонкой. Для приводов с использованием электроприводов предлагаются способы регулирования работы насосов за счет изменения скорости вращения с применением различных типов электродвигателей (синхронные и асинхронные), устройств и приспособлений, а также их компоновки с электрическими сетями или генераторами.
Выводы. В результате исследований выявлены два типа регулирования (количественный и качественный) с их достоинствами и недостатками. Установлен наиболее экономически и энергетически целесообразный способ, который заключается в изменении скорости электроприводов с асинхронными двигателями при одновременном регулировании частоты и напряжения. Определено направление дальнейшего совершенствования способа регулирования с применением редукторов или различных коробок передач на ДВС для возможности использования менее мощных ДВС в целях экономии энергозатрат.
насосная станция, насос, способ регулирования, привод, расход, напор, работа насоса, режим работы
Воеводин О. В., Кожанов А. Л. Способы регулирования работы насосов насосных станций // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2024. Т. 94, № 3. С. 105–124.
1. Совершенствование технологии полива дождевальными машинами кругового действия «КАСКАД» / Д. А. Соловьев, Л. А. Журавлева, В. А. Соловьев, Р. Н. Кузнецов // Научная жизнь. 2019. № 1. С. 57–65. EDN: HDDVJO.
2. Соловьев Д. А., Журавлева Л. А. Ресурсосбережение при проектировании и эксплуатации дождевальных машин кругового действия // Аграрный научный журнал. 2019. № 8. С. 81–88. DOI: 10.28983/asj.y2019i8pp81-88. EDN: EEWTCR.
3. Куприянов А. А. Совершенствование конструкции дождевальной машины кругового действия // Наука и молодежь: сб. науч. тр. / Новочеркас. инж.-мелиоратив. ин-т им. А. К. Кортунова Донского ГАУ. Вып. 6. Инновации в современном агропромышленном комплексе. Новочеркасск, 2019. С. 13–19. EDN: TMNOFC.
4. Прочий Д. В., Волкова Е. А., Коржов В. И. Использование элементов моделирования работы мелиоративных насосных станций при переходных гидравлических режимах // Мелиорация как драйвер модернизации АПК в условиях изменения климата: материалы IV Междунар. науч.-практ. интернет-конф., г. Новочеркасск, 24–26 апр. 2023 г. Новочеркасск: Лик, 2023. С. 59–64. EDN: QQENNM.
5. Кожанов А. Л., Воеводин О. В. Осушительно-увлажнительные системы на равнинных территориях с применением фронтальных и фронтально-круговых дождевальных машин // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 3. С. 95–108. URL: http://www.rosniipm-sm.ru/article?n=1216. DOI: 10.31774/2712-9357-2021-11-3-95-108. EDN: GZRQZT.
6. Система управления широкозахватной дождевальной машины кругового действия для прецизионного орошения / А. Н. Бабичев, В. А. Монастырский, В. И. Ольгаренко, Р. В. Скиданов, В. В. Подлипнов // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2019. № 1(73). С. 195–199. EDN: DWEWYJ.
7. Выбор оптимального варианта полива дождевальной машиной фронтального или кругового действия и расчет параметров орошения («VOVDM.xlsx»): свидетельство о гос. регистрации прогр. для ЭВМ № 2019614494 / Ольгаренко Г. В., Булгаков В. И., Капустина Т. А., Замаховский М. П.; правообладатель Всерос. науч.-исслед. ин-т систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга». Заявка № 2019613207; заявл. 27.03.19; опубл. 05.04.19, Бюл. № 4. 1 с.
8. Назаркин Э. Е. Сравнение существующих способов регулирования работы центробежных насосов // Аллея науки. 2017. Т. 2, № 10. С. 721–736. EDN: ZASYQL.
9. Назаркин Э. Е., Сушко В. В., Померанцев О. Н. Регулирование работы центробежного насоса путем подачи воздуха во всасывающий трубопровод // Природообустройство. 2017. № 4. С. 15–20. EDN: ZGUVKH.
10. Аверьянов А. О. Общие схемы и способы регулирования работы насосов при повышении напора // Молодой ученый. 2023. № 3(450). С. 68–71. EDN: CYETSR.
11. Александров В. Ю., Климовский К. К., Карпушин В. В. Регулирование режимов работы центробежных насосов // Вестник машиностроения. 2013. № 3. С. 25–30. EDN: RAVONT.
12. Якубчик П. П. Современные способы регулирования работы центробежных насосов // Новые достижения в области водоснабжения, водоотведения, гидравлики и охраны водных ресурсов: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 210-летию со дня основания Петербург. гос. ун-та путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, 13–15 нояб. 2019 г. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения Императора Александра I, 2021. С. 85–88. EDN: DIFOIA.
13. Надуткин Л. Д., Кужахметов Г. З. Применение электрических двигателей для насосной станции // Приоритеты мировой науки: новые подходы и актуальные исследования: сб. науч. тр. по материалам XXV Междунар. науч.-практ. конф., г. Анапа, 31 янв. 2022 г. Анапа: Науч.-исслед. центр экон. и соц. процессов, 2022. С. 116–120. EDN: NMMITH.
14. Кожухова А. В., Худокормов В. В. Применение частотного регулирования электродвигателя насоса для привода исполнительного оборудования // Символ науки. 2016. № 11. С. 92–94.
15. Усынина А. Э., Гаврилкин А. В. Повышение эффективности работы насосных станций систем водоснабжения путем оптимизации управления насосов регулированием привода // Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования: материалы V Междунар. науч. форума молодых ученых, студентов и школьников, г. Астрахань, 26–29 апр. 2016 г. Астрахань: Астрахан. гос. архитектур.-строит. ун-т, 2016. С. 189–191. EDN: WLEAHF.
16. Мадхадимов М. М., Абдулхаев З. Э., Сатторов А. Х. Регулирования работы центробежных насосов с изменением частоты вращения // Актуальные научные исследования в современном мире. 2018. № 12-1(44). С. 83–88. EDN: YWVBCH.
17. Пат. 2758326 Российская Федерация, МПК E 21 B 43/12. Способ регулирования режима работы скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса, в системе межскважинной перекачки / Ахмадиев Р. Н., Иванов В. А., Артюхов А. В., Латфуллин Р. Р., Минекаев Р. М.; заявитель и патентообладатель Татнефть им. В. Д. Шашина. № 2021110035; заявл. 12.04.21; опубл. 28.10.21, Бюл. № 31. 7 с. EDN: JCBJVP.
18. Воеводин О. В., Кожанов А. Л. Современные задвижки с мягкими запорными элементами для трубопроводов мелиоративных систем // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия [Электронный ресурс]. 2024. Т. 93, № 2. С. 90–105. URL: https:www.rosniipm-sm1.ru/article?n=292. EDN: VIACWE.
19. Проектирование малошумного дросселирующего участка для запорно-регулирующей арматуры / А. Н. Крючков, М. А. Ермилов, М. В. Баляба, Е. Н. Ермилова, А. Н. Видяскина // Динамика и виброакустика. 2022. Т. 8, № 4. С. 6–13. DOI: 10.18287/2409-4579-2022-8-4-6-13. EDN: ORQJKP.
20. А. с. 1571302 СССР, МПК F 04 D 15/00. Способ регулирования режима работы насоса с электродвигателем: № 4396822 / К. А. Любицкий, Л. М. Шифрин, Я. Л. Духовный, А. М. Коростылев (СССР). № 4396822/25-29; заявл. 25.03.88; опубл. 15.06.90, Бюл. № 22. 3 с.
21. А. с. 1724946 СССР, МПК F 04 D 15/00. Способ регулирования режима работы насоса / С. Г. Беляев, Д. А. Кариев, А. М. Маковский (СССР). № 4396822/25-29; заявл. 25.03.88; опубл. 07.04.92, Бюл. № 13. 3 с.
22. Пат. 2334898 Российская Федерация, МПК F 04 D 15/00. Способ регулирования режимов работы насосных станций / Хлопенков П. Р., Краснов А. В.; заявитель и патентообладатель Науч.-произв об-ние гидравл. машин. № 2006141292/06; заявл. 22.11.06; опубл. 27.09.08, Бюл. № 27. 6 с.
23. Пат. 2230938 Российская Федерация, МПК F 04 D 15/00, F 04 D 13/10, Е 21 В 43/12. Способ эксплуатации погружных центробежных насосных агрегатов в группе скважин и устройство для его осуществления / Семченко П. Т., Гордон И. А.; заявители и патентообладатели Семченко П. Т., Гордон И. А. № 2003106437/06; заявл. 23.12.91; опубл. 20.12.95, Бюл. № 11. 6 с.
24. А. с. 1229440 СССР, МПК F 04 D 15/00. Устройство автоматического управления насосной станцией / Б. С. Евдокимов, В. Г. Кистень (СССР). № 3757599/25-06; заявл. 21.06.84; опубл. 07.05.86, Бюл. № 17. 3 с.
25. Пат. 2230938 Российская Федерация, МПК F 04 D 15/00. Способ регулировки работы системы лопастных нагнетателей при переменной нагрузке / Николаев В. Г.; заявитель и патентообладатель В. Г. Николаев. № 2003106437/06; заявл. 11.03.03; опубл. 20.06.04, Бюл. № 17. 4 с.
