Registration Number
0826U002465, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
12-06-2026
popup.evolution
.
Title
Improving the energy efficiency of borehole pumps through the substantiation of rational parameters of their high-speed operating modes and design solutions
Author
Vladyslav Andrusiak,
popup.head Oleksandr Ivchenko
popup.head Vladyslav Kondus
popup.opponent Valerii Badakh
popup.opponent Anatolii Panchenko
popup.review Dmytro Zhyhylii
popup.review Oleksandr Pozovnyi
popup.rada
Sumy State University
Description
Дисертація присвячена підвищенню енергоефективності свердловинних насосів через обґрунтування раціональних параметрів високообертових режимів, удосконалення гідравлічних проточних частин та модернізацію опорно-ущільнювальних вузлів у жорстких габаритних обмеженнях обсадних труб. Актуальність обумовлена кризовим станом галузі в Україні, високою енергоємністю систем водопостачання та необхідністю впровадження європейських вимог до екодизайну насосного обладнання.
Перший розділ аналізує стан та тенденції розвитку свердловинних насосних агрегатів. Встановлено, що питання інтенсифікації робочого процесу через збільшення частоти обертання робочого колеса недостатньо вивчене. Обґрунтовано необхідність розробки нових підходів до проектування вітчизняних свердловинних насосів відповідно до Директиви 2009/125/ЄС та Регламенту (ЄС) № 547/2012.
Другий розділ розробляє системний підхід до проектування гідравлічних проточних частин високообертових свердловинних насосів. Доведено обмеженість класичної методології для насосів з частотою обертання 6000 об/хв і вище. Запропоновано новий підхід до визначення геометричних параметрів направляючого апарату на основі розв'язання оберненої гідродинамічної задачі з використанням рівнянь нерозривності та енергетичного балансу.
Третій розділ розвиває теоретичні основи проектування високообертових свердловинних насосів з робочими колесами нормальної швидкохідності. Вперше обґрунтовано використання ущільнювальних зазорів як динамічних опор ротора у високообертовому багатоступінчастому насосі. Описано методологію чисельного дослідження на базі рівнянь Нав'є-Стокса та стандартної моделі турбулентності k–ε в ANSYS CFX. Удосконалено методологію побудови параметричних рядів на основі теорії подібності. Запропоновано показник енергоефективності для оцінки роботи насосів при змінному навантаженні.
Четвертий розділ представляє результати чисельного дослідження. Встановлено, що для проміжного ступеня найраціональнішою є конструкція направляючого апарату за запропонованою моделлю, яка забезпечує ККД близько 79% при напорі 75 м. Побудовано параметричний ряд високообертових свердловинних насосів серії ЗН. Порівняльна оцінка прототипу ЗН 63-150 з аналогами показала чотириразове зменшення маси, дворазове зменшення осьового габариту та суттєве зниження життєвого циклу витрат порівняно з базовим насосом ЕЦВ 10-63-150.
П'ятий розділ містить результати експериментальної перевірки. Виготовлено та випробувано дослідний зразок ЗНА 63-150. Підтверджено номінальні параметри: подача 63 м³/год, напір 150 м, частота обертання 6000 об/хв, ККД близько 74%. Розбіжність між чисельним та фізичним експериментом не перевищує 5%. Дослідження вібраційних характеристик підтвердило працездатність безопорної конструкції.
Практична значущість полягає у створенні науково обґрунтованого підходу до проектування вітчизняних високообертових свердловинних насосів, що відповідають сучасним вимогам енергоефективності та екодизайну.
Registration Date
2026-06-11
popup.nrat_date
2026-06-11 / 2026-07-02
