ЗНИЖЕННЯ ЕНЕРГОВИТРАТ ПІД ЧАС РОБОТИ НАСОСНИХ УСТАНОВОК В АГРОПРОМИСЛОВОМУ КОМПЛЕКСІ УКРАЇНИ ШЛЯХОМ ВВЕДЕННЯ ПОЛІМЕРНИХ ДОБАВОК
DOI:
https://doi.org/10.37406/2706-9052-2023-3.15Ключові слова:
гідравлічні опори, втрати напору, насосна установка, турбулентна течія, поліакриламід, полімерна добавка, коефіцієнт тертяАнотація
У статті розглянуто вплив полімерних добавок на способи зниження втрат напору при подоланні гідравлічних опорів у системах роботи насосних установок та їх режиму для потреб агропромислового комплексу. Представлено результати експериментальних досліджень роботи на промисловому стаціонарному консольному центробіжному насосі марки 2К-6 шляхом закриття вентилю на напірному трубопроводі і запуску насосного агрегату в роботу відповідно до і після введення в воду полімерних добавок. Під час роботи насосів у воду додавали високомолекулярний полімер дозою 0,01%. Після виходу насосної установки на нормальний режим роботи, змінюючи ступінь відкриття вентиля, ми встановлювали по п’ять довільних подач насосом води з домішками і без них, починаючи з нульової і доводячи подачу до максимального значення (повне відкриття вентиля). Тобто було виконано десять дослідів. При кожному варіанті подачі насоса було взято показання вакуумметра, манометра і амперметра (останнього для визначення споживаної потужності), по трикутному мірному водозливу було відібрано показання величини подачі в кожному досліді. Усі показники внесено у відповідні таблиці дослідів. Порівняння робочих характеристик насосів, що перекачують воду з додаванням ПАА, з паспортними характеристиками показало поліпшення характеристик насосів. Зокрема, подача насоса Qн збільшилася приблизно на 30%, а коефіцієнт корисної дії на 10%. Аналіз досліджень дає можливість зробити висновок про те, що використання полімерних добавок підвищує ефективність роботи насосних установок і значно знижує їхні енерговитрати. Крім того, застосування полімерів дає змогу отримувати задані робочі параметри насоса, не збільшуючи діаметра трубопроводу.
Посилання
Enerhetychna stratehiya Ukrayiny na period do 2035 roku (2021) [Energy strategy of Ukraine for the period up to 2035]. Retrieved from: http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/uk/publish/article?art_id=245239564&cat_id=245239555 [in Ukrainian].
Orynchak, M.I., Orynchak, M.M., & Beyzyk, O.S. (2019) Burovyy rozchyn dlya yakisnoho vtorynnoho rozkryttya produktyvnykh horyzontiv [Drilling solution to qualitatively secondary open the productive horizons]. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, no. 1 (42), pp. 25–32. [in Ukrainian].
Shevchenko, N.H., Shudryk, O.L., Koval’, O.S., & Doroshenko, O.V. (2018) Vrakhuvannya reolohichnykh vlastyvostey vodonaftovoyi emul’siyi na robochi kharakterystyky vidtsentrovoho nasosa [Accounting rheology water-oil emulsion to performance of centrifugal pumps]. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Hydraulic machines and hydraulic units. 17 (1293). Kharkiv, NTU “KhPI” Publ. pp. 58–65. [in Ukrainian].
Berdugo-Clavijo, C., Scheffer, G., Sen, A., & Gieg, L.M. (2022) Biodegradation of Polymers Used in Oil and Gas Operations: Towards Enzyme Biotechnology Development and Field Application. Polymers, vol. 14, issue 9, p. 1871. doi: 10.3390/polym14091871
Bicerano, J. (2020) Applications of Polymers and Composites in the Oil and Natural Gas Exploration and Production Industry. Retrieved from: https://polymerexpert.biz/industries/184-oil-gas-exploration-production.
Gavrilov, A.A., & Rudyak, V.Y. (2021) Reynolds-averaged modeling of turbulent flows of power-law fluid. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, vol. 227, pp. 45–55. doi: 10.1016/ j.jnnfm.11.006 [in Ukrainian].
Khan, S., Yusuf, M., & Sardar, N. (2021) Studies on rheological behavior of Xanthan Gum solutions in presence of additives. Petroleum & Petrochemical Engineering Journal, vol. 2, issue 5, pp. 1–7.
Mohammadi, A. Analysis of non-Newtonian behavior of crude oil: experimental study annumerical modeling using computational fluid dynamics (CFD) technique. Retreived from: ttps://researchspace.ukzn.ac.za/handle/10413/18907.
Shudryk, A. (2016) Using open software application packages for simulation of viscous incompressible fluid. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU “KhPI” Publ., no. 20 (1192), pp. 90–93. [in Ukrainian].
Zhong, L., Oostrom, M., & Truex, M. J. (2013) Rheological behavior of xanthan gum solution related to shear thinning fluid delivery for subsurface remediation. Journal of Hazardous Materials, vol. 244–245, pp. 160–170. doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.11.028.
