:: ECONOMY :: ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСУ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ І ВЗАЄМОУЗГОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ЙОГО ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ :: ECONOMY :: ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСУ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ І ВЗАЄМОУЗГОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ЙОГО ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ
:: ECONOMY :: ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСУ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ І ВЗАЄМОУЗГОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ЙОГО ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ
 
UA  PL  EN
         

Світ наукових досліджень. Випуск 45

Термін подання матеріалів

21 жовтня 2025

До початку конференції залишилось днів 21



  Головна
Нові вимоги до публікацій результатів кандидатських та докторських дисертацій
Редакційна колегія. ГО «Наукова спільнота»
Договір про співробітництво з Wyzsza Szkola Zarzadzania i Administracji w Opolu
Календар конференцій
Архів
  Наукові конференції
 
 Лінки
 Форум
Наукові конференції
Наукова спільнота - інтернет конференції
Світ наукових досліджень www.economy-confer.com.ua

 Голосування 
З яких джерел Ви дізнались про нашу конференцію:

соціальні мережі;
інформування електронною поштою;
пошукові інтернет-системи (Google, Yahoo, Meta, Yandex);
інтернет-каталоги конференцій (science-community.org, konferencii.ru, vsenauki.ru, інші);
наукові підрозділи ВУЗів;
порекомендували знайомі.
з СМС повідомлення на мобільний телефон.


Результати голосувань Докладніше

 Наша кнопка
www.economy-confer.com.ua - Економічні наукові інтернет-конференції

 Лічильники
Українська рейтингова система

ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСУ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ І ВЗАЄМОУЗГОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ЙОГО ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ

 
22.09.2025 18:06
Автор: Шерстюк Владислав Миколайович, аспірант, Сумський державний університет
[26. Технічні науки;]


У сучасних промислових умовах енергозбереження є одним з ключових напрямків підвищення конкурентоспроможності підприємств. Відцентрові насоси, як основні компоненти водопостачання, опалення та технологічних процесів, споживають до 20% від загального обсягу електроенергії в промислових секторах [1, с. 78]. Значущість проблеми полягає в тому, що значна частина енергії втрачається через неоптимальну конструкцію проточної частини насосів, зокрема робочого колеса та спірального корпусу, що призводить до гідравлічних втрат та зниження коефіцієнта перетворення (ККП).

Сучасні дослідження з підвищення енергоефективності відцентрових насосів зосереджені на оптимізації гідродинамічних характеристик. У статті [2] розглядається моделювання систем водопостачання з використанням насосів з різними характеристиками тиску, демонструючи, що модернізація проточної частини дозволяє знизити споживання енергії на 18-20%. Автори пропонують об'єктно-орієнтоване моделювання для узгодження характеристик насоса з мережею.

У докторській дисертації [3] розроблено автоматизовану систему керування мережевими насосами на основі критеріїв енергоефективності, з акцентом на частотне регулювання для зменшення втрат. Результати моделювання підтверджують економію енергії на 30-50%.

Міжнародні дослідження, такі як [4], пропонують безмодельні методи оптимізації для різних насосних систем, що дозволяють досягти економії енергії від 7,9% до 50% без точних математичних моделей. У [5] описано оптимізацію проточного перерізу робочого колеса за допомогою варіаційного числення та 3D-аналізу, що підвищує ефективність на 2-3%. У [6] описано генетичний алгоритм для діагностики втрат у широкодіапазонних насосах, де оптимізація геометрії лопатей призвела до підвищення ефективності на 2,96%. Ці дослідження вказують на перспективи поєднання CFD-моделювання та алгоритмів оптимізації для покращення проточного перерізу.

Предметом дослідження є відцентровий насос CNS (секційний відцентровий насос) з номінальною витратою 100 м³/год та напором 50 м. Проточний переріз включає робоче колесо з лопатями, спіральний корпус, а також вхідну та вихідну труби. Енергетична ефективність оцінюється на основі коефіцієнта корисної дії, який розраховується за формулою η = (ρ g Q H) / P, де ρ – густина рідини, g – прискорення вільного падіння, Q – витрата, H – напір подачі, а P – споживання енергії [7, с. 45].

Методологія дослідження передбачає комп'ютерне моделювання внутрішніх потоків за допомогою програмного забезпечення ANSYS CFX. Оптимізація геометрії виконується за допомогою генетичного алгоритму для коригування профілів лопатей та зменшення зон відриву потоку. Вхідні дані: швидкість обертання 1500 об/хв, геометричні параметри колеса (діаметр 200 мм, кут нахилу лопаті 25°). Оцінка ефективності базується на порівнянні базової та вдосконаленої конструкцій за критерієм мінімальних втрат енергії.

Результати моделювання показали, що покращення прохідного перерізу шляхом зміни кута нахилу лопаті на 5° та оптимізації форми спірального корпусу зменшує турбулентні втрати на 15%. ККД становив 72% для базової конструкції та 75–77% після узгодження компонентів у номінальному режимі.

Порівняння з аналогічними дослідженнями [2] підтверджує, що ця оптимізація є ефективнішою, ніж традиційне керування клапанами, оскільки вона зменшує надлишковий тиск. Аналіз потоку продемонстрував зменшення зон рециркуляції, що сприяє стабільній роботі насоса в широкому діапазоні витрат.

Таблиця 1

Порівняння характеристик базової та удосконаленої конструкцій




Проведені дослідження підтверджують, що вдосконалення та координація компонентів проточної частини відцентрового насоса може підвищити енергоефективність на 3-5%. Запропоновані методи оптимізації, засновані на CFD та генетичних алгоритмах, є перспективними для промислового впровадження. Вони сприяють зниженню енергоспоживання та підвищенню надійності пристрою. Подальші дослідження можуть бути зосереджені на експериментальній перевірці в реальних умовах.

Список використаних джерел

1. Бойко В. С. Підвищення енергоефективності системи подачі та розподілу води відцентровими насосами з різними напірними характеристиками / В. С. Бойко, М. М. Юрченко, М. І. Сотник, С. О. Хованський // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – 2011. – Вип. 2 (14). – С. 77–80.

2. Лазоренко А. В. Автоматизована система керування режимом роботи мережевого насосу Кременчуцької ТЕЦ за критерієм енергоефективності : магістерська дисертація / А. В. Лазоренко ; наук. кер. А. В. Босак. – Київ : НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського», 2020. – 120 с.

3. Improving energy efficiency of individual centrifugal pump systems using model-free and on-line optimization methods // Applied Energy. – 2021. – Vol. 304. – P. 117–125. – DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.117723.

4. Vikhlyantsev A. A. Optimization Methods to Improve Energy Efficiency of Centrifugal Pumps at Thermal Power Plants / A. A. Vikhlyantsev, A. V. Naumov, A. V. Volkov [et al.] // International Journal of Recent Technology and Engineering. – 2019. – Vol. 8, iss. 4. – P. 9987–9992. – DOI: 10.35940/ijrte.D9987.118419.

5. Liu Z. Research on Efficiency Improvement Technology of Wide Range Centrifugal Pump Based on Genetic Algorithm and Internal Flow Loss Diagnosis / Z. Liu, L. Ji, W. Pu [et al.] // Water. – 2024. – Vol. 16, iss. 23. – P. 3402. – DOI: 10.3390/w16233402.

6. Босак А. В. Енерго- та ресурсоощадні установки : конспект лекцій / А. В. Босак, В. А. Побігайло. – Київ : НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського», 2022. – 150 с. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/52086/1/ERU_konspekt.pdf.

______________________________

Науковий керівник: Ратушний О.В., кандидат технічних наук, доцент

Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License

допомогаЗнайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter


 Інші наукові праці даної секції
ANALYSIS AND RESEARCH OF THE CAPABILITIES OF EXISTING SYSTEMS FOR WORKING OUT DESIGN AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS OF ELECTRIC PROPULSION ENGINES
23.09.2025 20:09
МАШИННЕ НАВЧАННЯ У ТЕХНІЧНІЙ ДІАГНОСТИЦІ: СУЧАСНІ ПІДХОДИ ТА МОЖЛИВОСТІ
23.09.2025 06:31
SYNTHESIS OF THE CONTROL LAW FOR THE AIRCRAFT MOTION SIMULATION PLATFORM
22.09.2025 20:46
ДІАГНОСТИКА ЕМОЦІЙНОГО ВИГОРАННЯ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ МЕТОДІВ МАШИННОГО ТА ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ
22.09.2025 18:24
VIBRATION ANALYSIS OF COMPOSITES USING WAVELET FINITE ELEMENT METHOD
20.09.2025 10:44
STUDY OF DETECTION POSSIBILITY AND MEASUREMENT OF THE VOLUME OF SMALL LEAKS IN PIPELINES
19.09.2025 14:06
METHODOLOGY FOR SOLVING AXISYMMETRIC PROBLEMS OF UNSTEADY HEAT CONDUCTION
19.09.2025 11:51




© 2010-2025 Всі права застережені При використанні матеріалів сайту посилання на www.economy-confer.com.ua обов’язкове!
Час: 1.522 сек. / Mysql: 1833 (1.354 сек.)