Analysis of energy flows in systems of different physical nature of electrically driven of turbomachines

Петро Омелянович Курляк

doi:10.15587/2312-8372.2015.41406

Abstract

A method of the energy flows in the different physical nature systems’ electrically driven turbomachines analysis has been offered. Energetic relationship between the Bond Graph models of the induction motor and centrifugal pump has been established. The study of a single electro hydro mechanical process of turbomachines work has been conducted. At the current stage of scientific progress, solving the complex technical systems’ operational calculation and optimization problem of mostly carried out by computer simulation. Therefore, the necessity of the electrically driven turbomachines computer-based models' development such modeling techniques that would not require special skills in the programming and made it possible to analyze the mutual influence of the different physical nature subsystems' components of the object's dynamic behavior have been arisen. As a result of the research, numerical set and graphical depending on the instantaneous values of the electric motor power, mechanical shaft power of the hydraulic machine and hydraulic power on the pump discharge pipe have been received. The efficiency of energy conversion in each individual area of the turbomachine, based on the obtained results, has been analyzed. In the future, it will enable to develop and implement energy saving measures in the electrical complexes of the industrial enterprises .

Highlights

Встановлення у свій час низьких цін на електроенергію призвело до значного підвищення масогабаритних показників приводних електрод вигунів, потужність яких при цьому завищувалась в 1,5–2 рази
Крім того існуючі системи електроприводні турбомашини (ЕПТМ) споруджувались в 70–80-х роках ХХ століття і за час експлуатації значна їх частина вичерпала свій ресурс та застаріла морально
Графічні залежності миттєвих потужностей у підсистемах різної фізичної природи ЕПТМ: 1 — підведена електрична потужність до двигуна; 2 — механічна потужність на валу; 3 — гідравлічна потужність на напірному патрубку насоса

Summary

Аналіз літературних даних та постановка проблеми

Для результативного аналізу енергетичних потоків у ЕПТМ, їх необхідно розглядати, як складні технічні об’єкти, що складаються із взаємопов’язаних підсистем різної фізичної природи, а саме: електричної, механічної та гідравлічної (пневматичної). Мета дослідження — розроблення ефективних ком п’ютерно-орієнтованих моделей електропривоних турбомашин такими методами моделювання, які б не вимагали спеціальних навиків в області програмування та давали можливість аналізувати взаємовплив складових підсистем різної фізичної природи на динамічну поведінку об’єкта. — проаналізувати сучасні методи комп’ютерно-орієн тованого моделювання складних технічних об’єктів, які дають можливість враховувати взаємовплив підсистем різної фізичної природи на режими їх роботи; — обґрунтувати доцільність впровадження міждисциплінарного методу моделювання Bond Graph для дослідження рівня ефективності функціонування ЕПТМ в усіх галузях промисловості; — розробити ефективні комп’ютерно-орієнтовані Bond Graph моделі ЕПТМ для дослідження взаємопов’язаних процесів перетоку енергії між різними фізичними областями об’єкту, з метою знаходження умов (системних властивостей) максимальної ефективності його функціонування

Методи дослідження та моделі

Висновки