Введение
Глава 1. Обзор литературных источников и постановка задачи исследований 15
1.1. Режимы работы насосных установок и способы их регулирования 15
1.2 Энергопотребление насосных установок 19
1.3 Способы снижения потребления энергии насосными установками Выводы по главе 1 34
Глава 2. Материалы и методы 38
Выводы по главе 2 41
Глава 3. Работа лопастного насоса в нестационарном технологическом процессе и построение математической модели его работы 42
3.1. Условия работы лопастного нагнетателя при поддержании нестационарных процессов и составление целевой функции оптимизации (минимизации) потребления энергии 42
3.2. Аппроксимация характеристик лопастного нагнетателя и их пересчет в зависимости от частоты вращения рабочего колеса ... 45
3.2.1. Аппроксимация характеристик лопастного нагнетателя при постоянной частоте вращения рабочего колеса 45
3.2.2. Пересчет характеристик лопастного насоса в зависимости от частоты вращения рабочего колеса 47
3.3. Построение математической модели виртуального лопастного насоса 51
3.4. Исследование влияния статической составляющей требуемого напора и способа управления лопастным насосом на текущее значение КПД з
3.5. Оценка влияния отклонения текущей частоты вращения рабочего колеса от номинальной на снижение КПД насоса вдоль кривых подобных режимов и на КПД частотно-регулируемого привода (ЧРП) 67
3.6. Потенциал энергосбережения и его реализация для оценки эффективности работы лопастных нагнетателей с переменной нагрузкой 82
Выводы по главе 3 90
Глава 4. Влияние выбора способа управления лопастным насосным агрегатом и характера распределения нагрузки во времени на определение его оптимальных параметров 102
4.1. Теоретическое определение энергоэффективных параметров насоса при переменной нагрузке путем определения положения оптимума характеристики его КПД 102
4.2. Теоретическое определение оптимальных параметров насоса при переменной нагрузке с использованием кривых подобных режимов 107
4.3. Определение оптимальных параметров лопастного насоса по минимуму затрат энергии численными методами с использованием математической модели виртуального насоса 111
4.4. Сопоставление теоретических и расчетных значений оптимальных параметров при подборе насосных агрегатов, а также сравнение энергоэффективности для традиционного и рекомендуемого способов их выбора в системах водоснабжения 122
4.5. Особенности технологических условий работы насосного оборудования канализационных насосных станций (КНС) и
разработка математической модели их функционирования 128
4.5.1. Построение математической модели системы «приемный резервуар КНС - нерегулируемый насос - напорный трубопровод» при работе с переменным уровнем воды в резервуаре 136
4.5.2. Построение математической модели системы «приемный резервуар КНС - регулируемый насос - напорный трубопровод» при стабилизации уровня воды в резервуаре 140
Выводы по главе 4 145
Глава 5. Сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления насосной установкой с одним насосным агрегатом и регулируемым приводом 154
5.1. Дросселирование трубопроводной системы 154
5.2. Стабилизация давления на выходе насосного агрегата 159
5.3. Минимизация избыточных напоров в трубопроводной системе... 166
5.4. Минимизация избыточных напоров с предварительной оптимизацией параметров насосного оборудования (оптимизация) 172
5.5. Сопоставление энергоэффективности различных способов управления 179
5.6 Сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления насосными установками при откачке сточных масс из приемных резервуаров КНС 187
Выводы по главе 5 194
Глава 6. Сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления работой группы параллельно подключенных насосных агрегатов с регулируемым приводом при переменной нагрузке ... 207
6.1. Особенности условий работы насосных агрегатов в составе группы
при их параллельном подключении 207
6.2. Теоретическое определение оптимальных параметров лопастных насосов в зависимости от их числа и характера распределения нагрузки 212
6.3. Исследование области возможных режимов работы лопастных насосов и оценка влияния ограничений на энергию, потребляемую насосным агрегатом 227
6.4. Оптимальное распределение нагрузки между агрегатами методом неопределенных множителей Лагранжа 241
6.5. Определение минимума потребляемой энергии с использованием оптимизационного метода проекций градиента 261
6.6. Сравнительный анализ энергоэффективности различных способов управления работой группы параллельно подключенных насосных агрегатов 269
Выводы по главе 6 289
Основные результаты и выводы 312
Литература
