Насос

Моделирование работы насоса с учетом электропривода в канале осуществляется элементом Насос c приводом. Чтобы добавить насос в канал общего вида необходимо выполнить следующие действия:

  1. Выбрать в палитре боков (закладка «Технологические блоки»), блок Насос c приводом (см. Рисунок 1)
  2. Осуществить клик левой клавишей мыши на блоке Канал общего вида в схемном окне.

После добавления насоса на схему ТРР к нему можно подключать механические линии связи с ротором.

Рисунок 1. Элемент «Насос с приводом» в палитре блоков МВТY

Если насос, помещен на канал общего вида, то при наведении на него курсора мыши отображается всплывающая подсказка, где ,в строке Владелец, указывается имя канала в который установлен насос. (см. Рисунок 2)

Рисунок 2. Элемент «Насос с приводом», установленный в канал на схеме.

По умолчанию порт для подключения механической связи расположении сверху элемента. Для изменения расположения порта необходимо воспользоваться закладкой. «Порты» диалогового окна «Свойства элемента» (Рисунок 3).

Рисунок 3. Изменение расположения порта для «Насоса с приводом»

Принцип расчета насоса.

С точки зрения моделирования термодинамических процессов в теплоносителе, турбина и насос это одно и то же устройство, преобразующее энергию либо из механической в тепловую, либо наоборот. В зависимости от режима течения теплоносителя и направления вращения ротора, одно и то же устройство может выполнять как функции турбины, так и функции насоса. В ПК TPP это устройство описано одними и теми же уравнениями и, с точки зрения программы, турбина и насос отличаются только наличием признака создания напора (для насоса).

Для описания насоса необходимо задать двумерные таблицы, описывающие следующие физические параметры:

  1. Зависимость относительного гидравлического сопротивления устройства (относительного местного сопротивления, заданного для элемента канала, описывающего данное устройство) от режима работы;
  2. Зависимость коэффициента полезного действия устройства от режима работы;
  3. Зависимость момента сопротивления при малых оборотах ротора или малых расхода рабочего тела от режима работы. Этот параметр необходимо задавать, т.к. модели преобразования механической мощности в напор насоса не обеспечивают корректный расчет этих параметров вблизи нулевых расходов теплоносителя и нулевой частоты вращения ротора;
  4. Напор-расходную характеристику насоса.

Настройка насоса с приводом

Для редактирования элемента необходимо нажать правую кнопку мыши на элементе и во всплывающем меню выбрать пункта «Свойства объекта». На рисунке ниже приведено диалоговое окно «Свойства» для «Насоса с приводом». (см. Рисунок 4)

Рисунок 4. Настройка свойств «Насоса с приводом»

Для моделирования насоса необходимо задать следующие настройки «Насоса с приводом»:

Редактирование характеристик насоса

Для изменения характеристик существующего активного объекта, или задания характеристик активного элемента, не существующего в базе данных. Необходимо вызвать «Редактор таблиц». Для этого нужно :

  1. Щелкнуть левой клавишной мыши в ячейке «Значение» строки «Характеристика насоса».
  2. Щелкнуть правой клавише мыши по изображению прямоугольной кнопки рядом с именем характеристик (см. Рисунок 4).

После этого появится «Редактор таблиц» с загруженным файлом свойств редактируемого элемента.

Рисунок 6. Настройка таблиц характеристик «насоса».

Изображенное на рисунке выше окно «Редактора таблиц» позволяет задать все необходимые свойства в виде заданного набора двумерных таблиц. Список необходимых таблиц приводится в панели слева. Таблица, выбранная в списке, отображается в нижней части окна справа. В середине находится текстовый редактор, в котором можно записать пояснения к таблице и создать алгоритм автоматического заполнения. Левая панель служит для настройки таблицы.

Для насоса необходимо задать четыре таблицы:

Редактор таблиц содержит в себе модуль автоматического заполнения таблицы, если известно формула для расчета значений таблиц, то пользователь может написать программу на встроенном языке программирования, в панели «Алгоритм расчета и описание таблицы», по которой будет осуществлен расчет и автоматическое заполнение таблицы. Например, для автоматического расчета таблицы, представленной на рисунке выше (см. Рисунок 9), используется следующий текст программы. Зленным цветом выделен текст – комментарий к программе.

//НАПОРНО-РАСХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСА
//Задана как табличная функция двух аргументов:
//расхода и частоты вращения ротора
//В приведенном ниже тексте реализован следующий алгоритм.
//В качестве опорной кривой берется
//сколотая характеристика насоса при номинальной частоте
//H0=f(Q), где H0 - напор, м; Q - объемный расход, м^3/ч
//Кривые при других значениях частоты определяются из соотношения
//H(Q,n)=H0(Q,n0)*[n/n0]^2
//Поскольку в случае выхода аргументов за пределы таблицы
//используется экстраполяция табличных данных, в алгоритме приняты меры
//для фиксации значений напора при выходе за границы.
//Последние точки по расходу и по частоте повторяют
//пред последних.
//Сколотая характеристика насоса
H0=[1950
1950 1945 1940 1936 1925
1900 1855 1800 1730 1640
1640];
Q=[-90
0 10 20 30 40
50 60 70 80 90
1000];
n0=49.65; //Частота, при которой сколота характеристика, Гц
r0=956; //Плотность воды, на которой получена характеристика
//Массив частот, для которых вычисляется характеристика
Y=[0 2 4 6 8
10 15 20 25 30
35 40 45 n0 50
50.5 51 51.5 52
100];
const Nx=12; //Число точек по расходу (равно размеру массивов H0 и X)
const Ny=20; //Число точек по частоте (равно размеру массива Y)
var M[Ny,Nx]; //Напорно-расходная характеристика, атм
var X[Nx]; //Объемный расход, м^3/c 
for (i=1,Nx) X[i]=Q[i]/3600;
//H = Hн*[n/nн]^2
for (i=1,Nx-1)
for (j=1,Ny-1)
M[j,i]=1e-4*r0*H0[i]*(Y[j]/n0)^2; //расчет напора 
//Последняя строка таблицы есть копия предпоследней
for (i=1,Nx)
M[Ny,i]=M[Ny-1,i];
M[j,Nx]=M[j,Nx-1];

Возможность использования приведенного выше алгоритма и любого другого алгоритма должна определяется пользователем в каждом конкретном случае. Приведенная выше методика является приближенной, кроме того, напор-расходная характеристика не должна содержать отрицательное значение напора, в противном случае возможно неустойчивая работа SimInTech.

В НПЦ «Приоритет» (разработчик п/к ТРР-6) разработана программа приближенного расчета таблицы напор-расходной характеристики по номинальной характеристике насоса, задаваемой таблично для неноминальной частоты вращения ротора. Однако лучше (если таковые данные есть) пользоваться заводскими характеристиками.