Введение к работе
Актуальность работы. При работе систем открытого
горизонтального . дренажа. особенно на малоуклонных и безуклонных землях, в неоднородных литологических условиях с легкооплываюшими грунтами. наблюдаются оплывания и обрушения откосов коллекторов, вследствие колебаний горизонта воды в них. Заиление сечения коллекторов нарушает нормальную работу горизонтального дренажа и способствует'засолениго земель. Проведение ежегодных работ по очистке коллекторов- является дорогостоящим мероприятием и требует поиска альтернативных решений.
Анализ работы систем горизонтального дренажа и мелиоративных насосных станций для отвода дренажного стока в низовьях Амударьи показал, что обеспечить нормальную работу всех звеньев дренажа может насосная станция, имитирующая самотечных отток дренажной воды. В этом случае необходимо достичь соответствия режима работы насосной станции изменению расхода в коллекторе. Тем самым поддерживается постоянный горизонт воды и устраняются побудительные причины для оползания и обрушения откосов коллекторов.
Этим предопределяется необходимость в разработке специальных технических средств, в том числе в насосной установке, обеспечивающей отвод минерализованных вод из открытых коллекторов горизонтального дренажа в режиме "следящая система" без постоянного присутствия обслуживающего персонала.
Разработка и внедрение указанных средств сохранит работоспособность систем горизонтального дренажа, снизит затраты на их эксплуатацию, повысит коэффициент земельного использования, позволит производить реконструкцию отдельных коллекторов без ущерба (прекращения нормальной работы) переконструированной дренажной сети.
Цель работы. Разработка низконапорной насосной установки для отвода дренажного стока из открытых коллекторов систем горизонтального дренажа в случаях, когда самотек затруднен или отсутствует. Насосная установка должна автоматически поддерживать баланс притока в коллектор с отводом в целях обеспечения постоянных горизонтов воды в коллекторе.
Вопросы исследований:
1. Разработка способа регулирования подачи осевого
жестколопастного насоса, более простого, надежного и
экономичного по сравнению с традиционными, позволяющего
обеспечить сохранность откосов коллекторов систем
горизонтального дренажа на малоуклонных и безуклонных землях.
2. Совершенствование технологии работы насосной
установки, в частности, обеспечение самозапуска насосной
установки с положительной высотой всасывания после внезапного
кратковременного прекращения подачи электроэнергии.
3. Обеспечение работы насосной дренажной установки в
автоматическом режиме, в том числе в условиях эксплуатации без
постоянного присутствия обслуживающего персонала.
Методы исследований: Методологической основой
исследований послужили труды по сельскохозяйственной мелиорации, гидромеханике и гидромашинам. Исходными данными исследований явились нормативные, методические, инструктивные, спр'авочные документы по рассматриваемым вопросам, технико-экономические обоснования и проекты Узгипромелиоводхоза, а также результаты исследований САНИИРИ и других научно-исследовательских организаций. Применялись расчетно-конструктивный метод, графический анализ, математическая статистика, методы имитационного моделирования на ПЭВМ.
Научная новизна.На основе обобщения выполненных научно-исследовательских работ, а также разработок и исследований, проведенных автором, получены следующие научные результаты:
1. Научно обоснован и экспериментально апробирован способ регулирования подачи осевого жестколопастного насоса путем отвода части перекачиваемой жидкости из напорного трубопровода во всасывающий для закручивания потока перед рабочим колесом. С энергетической точки зрения, указанный способ незначительно уступает известному способу регулирования подачи изменением частоты вращения рабочего колеса (качественному), но имеет существенный выигрыш по сравнению с изменением подачи путем дросселирования (количественным), отличается простотой, высокой надежностью и создает возможность работы насосной установки в автоматическом режиме. Разработанные конструктивные решения
способа регулирования защищены патентами Республики Узбекистан.
-
Разработана методика расчета устройства регулирования подачи осевого -/кеелкодопасгного насоса ОГ8-25.
-
Усовершенствован метод расчета всасывающего трубопровода насосной усглпонки с приподнятым коленом и положительной шлсотои иеаеипання, за счет углубления физической модели и применения ПЭВМ.
4. Разработан алгоритм работы и"принципиальная схема блока
автоматического управления насосной установкой, обеспечивающей
баланс притока и отвода воды и коллекторе.
1 Іапранлсніїе работы. Работа вьшоленсна в соответствии с планом паучно-исслсдоваїельских работ НПО СЛППИРП па 1993-1996 гг. по темам: "Разработка и изготовление макетного образца насосной установки для водоотвода из систем горизонтального дренажа на землях, не обеспеченных водоприемниками" (ГПТП РУз.. тема 7.9.3.4, 1993 г., М~ос.рег. 01.93.0001628) и "Разработать комплекс экологически чистых автоматизированных технических средств для отвода .\:Инералнзопапких под на землях, не * обеспеченных водоприемниками" (ГНТП РУз., тема 15.2.1.10, 1994-1996 гг., №Гос.рег. 01.94.0002999).
Достоверность экспериментальной части исследовании обусловлена общепринятой схемой оценки гюірешностей для косвенных измерений, с учетом индивидуальных инструментальных поірешностей измерительной аппаратуры, применением современных матсматнко-статистичсских методов обработки экспериментальных данных с использованием ПЭВМ.
Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в следующем:
- разработана автоматизированная насосная установка для
открытых систем горизомт&чьного дренажа с автоматическим
обеспечением баланса отвода и притока. Поддержание неизменного
уровня воды в коллекторе устраняет побудительные причины для
оползания откосов;
- разработанный способ регулирования подачи насосов путем
отвода части перекачиваемой жидкости из напорного патрубка во
всасывающий для закручивания потока церед рабочим колесом
открывает во)Можпостн пін-дрсиия в :тактику проектирования
насосных станций новых технических решений, заменяющих разменные агрегаты или дорогостоящие направляющие аппараты;
усовершенствованы методы расчета приподнятых всасывающих труб центробежных и осевых насосов, установленных с положительной высотой всасывания. Расчеты производятся, исходя из минимально допустимого кавитациопного запаса насоса и снабжены программой расчета на ПЭВМ, что позволяет оперативно определять геометрические параметры всасывающих труб при переходе па новую частоту вращения рабочего колеса насоса;
- разработанный блок автоматического управлення может
быть использован при создании автоматизированных насосных
установок на мелиоративных системах;
- результаты исследований найдут применение при разработке
проектов реконструкции орошаемых земель, особенно на
малоуклонных и безуклонных землях и в условиях оплывающих
грунтов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Республиканской научно-технической конференции, посвященной 60-летшо ТИИИМСХ (г.Ташкент, 1994 г.); на Республиканской научно-практической конференции "Водосбережение в условиях дефицита водных ресурсов", посвященной 70-летию САНИИРИ им.В.Д.Журина (г.Ташкент, 1995 г.); на международной конференции "Научное обоснование н практическое использование управляющих информационных систем водными и земельными ресурсами" (г.Ташкент, 1996 г.); третьей США/СНГ совместной конференции по гидрологическим и гидрогеологическим проблемам охраны окружающей Среды "Вода - критическкий ресурс: проблема сохранения, использования и управления" (г.Ташкент. 1996 г.); на заседаниях секции мелиорации и эксплуатации ГМС Ученого Совета САНИИРИ (г.Ташкент, 1993-1996 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, получен патент Республики Узбекистан и положительное решение о выдаче патента на изобретение Отдельные результаты исследований автора изложены в пяти отчетах о НИР. По итогам конкурса работ молодых ученых, проведенных НПО САНИИРИ в 1995 г., где были представлены отдельные фрагменты работы, автор удостоїш звання лауреата премии имени профессора Г Д.Журина.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из
введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы без приложений и списка литературы составляет 105 страниц машинописного текста, содержит 66 рисунков, 7 таблиц.
Основными научными положениями диссертации, которые выносятся на защиту, являются:
1. Способ регулирования подачи быстроходных
жестколопаїлньїх насосов - "перепуск с подкруткой",
отличающийся простотой реализации н высокой надежностью.
-
Усоиершенствованная методика расчета приподнятых всасывающих труб насосов с положительной высотой всасывания.
-
Методика расчета устройства регулирования подачи осевого жестколопастного насоса ОГ8-25.
-
Алгоритм работы и принципиальная схема блока аитоматического управления насосной установкой без постоянного присутствия обслуживающего персонала.
