Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 4. С. 557-567. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-4-557-567 Здесь видно, что напорная характеристика насоса, по сути, подстраивается под изменения потребности в воде ( К а п а н с к и й и д р ., 2 0 2 3 ) . Рис. 2. Оптимизация напорной характеристики насоса с использованием системы автоматизации в схеме без водонапорной башни: а - появление избыточного напора при изменении характеристики трубопроводной сети; б - изменение характеристики насоса при частотном регулировании; 1 - напорная характеристика трубопроводной сети в номинальном режиме; 2 - напорная характеристика трубопроводной сети в фактическом режиме; 3 - напорная характеристика насоса при номинальной частоте; 4 - напорная характеристика насоса при снижении частоты Fig. 2. Optimization of pump pressure characteristics using an automation system without a water tower: a - the appearance of excess pressure when the characteristics of the pipeline network change; б - change in the characteristics of the pump with frequency regulation; 1 - pressure characteristic of the pipeline network in the nominal mode; 2 - pressure characteristic of the pipeline network in the actual mode; 3 - pump head characteristic at the nominal frequency; 4 - pressure characteristic of the pump with the decrease in frequency Результаты и обсуждение Для демонстрации практической применимости управления давлением для случая работы насоса на водонапорную башню проведем анализ с использованием конкретных технологических параметров на примере скважины, обеспечивающей водоснабжение населенного пункта Вольно (Брестская область, Республика Беларусь). Рассматриваемая скважина характеризуется насосом ЭЦВ 8-25-110 с номинальным напором в Нном = 100 м, производительностью Qm = 25 м3/ч и гидравлическим КПД Цн.ном= 0,742. Номинальные параметры электрического двигателя: мощность Рном= 11 кВт; цдном= 0,822; перегрузочная способность X = Мм/ Мном = 2,2; момент инерции J = 0,11 кг • м2. Скорость вращения электропривода насоса в номинальных условиях составляет пном = 2 900 об/мин, что эквивалентно угловой скорости ®ном= 304 рад/с. Объем водонапорной башни составляет V = 30 м3, годовой объем воды - Q ^ = 7 634 м3, максимальное часовое водопотребление QMH = 2,0 м3/ч. Эти параметры служат основой для дальнейшего исследования, позволяя оценить, как изменения в управлении скоростью насоса могут оптимизировать потребление энергии и снизить операционные расходы. Требуемый напор воды, определенный на основании гидравлического расчета по формуле (1), позволяет обеспечить оптимальное функционирование водопроводной системы с минимальным избыточным давлением при Н о = 75 м. Величина избыточного давления определялась как разница двух режимов до и после оптимизации: Ah = Н - Н2. Приведенная схема (рис. 3) включает в себя иллюстрацию насосной станции, водонапорной башни и гидравлических характеристик в двух рассмотренных режимах. Проведенный анализ иллюстрирует, как точное регулирование частоты вращения насоса позволяет не только оптимизировать работу системы, но и значительно снизить энергетические издержки. Управление скоростью насоса основано на принципах изменения угловой скорости двигателя, что напрямую влияет на эффективность работы всей системы. Для углубленного понимания необходимо провести анализ, как 561