Расходные характеристики инжекционных водовыпусков-регуляторов

В случаях, когда к гидротехническим сооружениям, расположенным на оросительных каналах, подвод источников энергоснабжения является экономически необоснованным, в России и за рубежом широко используются средства гидравлической автоматизации. Цель исследований – вывод расчетных зависимостей для определения расхода инжектируемого и инжектирующего потоков с учетом гидравлических потерь в пределах проточного тракта сооружения, построение расходной характеристики регулятора с соплом и выходным участком постоянной площади с ее последующей верификацией данными гидравлического эксперимента. Инжекционные регуляторы расхода имеют несколько модификаций: с диффузорным выходным участком без стеснения трубы водовыпуска соплом, с соплом и диффузором, с соплом и выходным участком постоянной площади. Для регуляторов с соплом в настоящее время получены зависимости для гидравлического расчета, которые можно считать условно идеальными, так как они не учитывают ряд местных сопротивлений и сопротивлений на трение по длине, возникающих при слиянии потоков с последующим движением в камере смешения. В результате выполненных исследований авторами впервые получены расчетные зависимости для определения расхода инжектируемого и инжектирующего потоков с учетом гидравлических потерь в пределах проточного тракта сооружения, построена расходная характеристика регулятора с соплом и выходным участком постоянной площади. Расходная характеристика верифицирована по имеющимся данным гидравлического эксперимента. Выполнен анализ формы расходной характеристики инжекционного регулятора путем сравнения с обобщенными характеристиками гидроструйных насосов. Практическая значимость исследований заключается в возможности использования безразмерной характеристики инжекционного водовыпуска для привязки к конкретным условиям эксплуатации так, как это принято при подборе насосов. Для определения расходов, протекающих в регуляторе, зарегистрирована программа для ЭВМ.

1. Kadirova G. Hydraulic automatic regulator of level with fl exible working bodies // E3S Web Conf. 2021. № 264. Р. 03039. DOI: 10.1051/e3sconf/202126403039.

2. Пахомов А.А., Колобанова Н.А. Автоматизированное управление процессом водоподачи с использованием гидравлических средств регулирования // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2013. № 4 (12). С. 168-178.

3. Гайсин А.А. Способ совершенствования гидродинамических регуляторов расхода // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2015. № 3 (19). С. 159-170.

4. Кобозев Д.Д., Снежко В.Л. Сравнение гидравлических характеристик инжекционных регуляторов с различной формой исполнения выходного участка // Гидротехническое строительство. 2023. № 2. С. 29-33.

5. Трубчатый водовыпуск-регулятор: Патент на полезную модель. 219538 U1, 21.07.2023 / Петрашкевич В.В., Бенин Д.М., Михеев П.А., Ткачев А.А., Петрашкевич А.В. Заяв. № 2023107239 от 27.03.2023.

6. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. 3-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1989. 352 с. ISBN5-283-00079-6

7. Aldas K. and Yapici R. Investigation of Effects of Scale and Surface Roughness on Efficiency of Water Jet Pumps Using CFD // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2014. 1: Vol. 8.pp. 14-25.

8. Бенин Д.М., Кобозев Д.Д., Снежко В.Л. Инжекционные регуляторы расхода без диффузорных выходных участков // Природообустройство. 2022. № 1. С. 47-53. DOI: 10.26897/1997-6011-2022-1-47-53.

9. Reddy Y.R. & Kar S. Theory and performance of water jet pump, Trans. ASCEJ. Hyd. Div. 1968. № 94-5. Рр. 1261-1281.

10. Ломакин В.О., Чабурко П.С. Влияние геометрической формы сопла струйного насоса на его характеристики // Наука и образование: Электронный журнал. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. № 12. С. 128-136. DOI: 10.7463/0815.9328000.

11. Подвидз Л.Г., Кирилловский Ю.Л. Расчет струйных насосов и установок // Труды ВНИИГидромаша. 1968. Вып. XXXVIII. С. 44-96.

12. Кобозев Д.Д. Программа расчета заглубления бездиффузорного инжекционного регулятора расхода. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2023668252, 24.08.2023. Заявка № 2023666993 от 15 августа 2023 г.

13. Лямаев Б.Ф. Гидроструйные насосы и установки. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988. 256 с.

14. Long X., Han N. and Chen Q. Influence of nozzle exit tip thickness on the performance and flow field of jet pump. Journal of Mechanical Science and Technology. 2008. 22. P. 1959-1965.