Реєстраційний номер
0826U002465, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
12-06-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Підвищення енергоефективності свердловинних насосів шляхом обґрунтування раціональних параметрів їх високошвидкісних робочих режимів та конструктивних рішень
Здобувач
Андрусяк Владислав Олегович,
Керівник Івченко Олександр Володимирович
Керівник Кондусь Владислав Юрійович
Опонент Бадах Валерій Миколайович
Опонент Панченко Анатолій Іванович
Рецензент Жигилій Дмитро Олексійович
Рецензент Позовний Олександр Олександрович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Сумський державний університет
Опис
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.
Дата реєстрації
2026-06-11
Додано/оновлено в НРАТ
2026-06-11 / 2026-07-02
