Подволоцкий Н. М. Определение рабочей точки для судовых трубопроводных систем аналитическим способом: текстовая версия

Во многих областях техники и науки для исследования режимов работы во времени различного оборудова ния применяют понятие «рабочая точка системы». При определении рабочей точки системы под характеристиками подвода понимают источник энергии, а под характеристиками отвода — потребитель энергии. Рабочая точка системы позволяет качественно и количественно оценивать режимы работы во вре мени как источника, так и потребителя энергии. Понятие рабо чей точки системы универсально и нашло широкое применение в практике.

По отношению к судовым трубопроводным системам рабочая точка системы — это точка пересечения характеристик «напор — подача» насоса и трубопровода. Для рабочей точки характерно ра венство обеих энергий: развиваемой насосом и потребляемой тру бопроводной системой — на всех режимах работы. Для определения рабочей точки воспользуемся принципиаль ной схемой разгрузки танкера, оборудованного линейной грузовой системой с центробежными грузовыми насосами (рис. 1). По коли честву учитываемых параметров и факторов это одна из наиболее сложных судовых технических систем.

Аналитическое определение рабочей точки системы базирует ся на использовании трубопроводной линии грузовой системы од ной группы танков. При этом, ставя задачу, достаточно рассмотреть разгрузку одной емкости. Решение более сложных задач — однов ременной разгрузки емкостей одной группы танков и одновре менной разгрузки нескольких групп танков различными типами насосов — базируется на зависимостях, которые будут получены на примере разгрузки одной емкости. Геометрическая интерпретация понятия рабочей точки системы для случая разгрузки одной емко сти в группе танков центробежным насосом приведена на рис. 2. Из физического смысла задачи следует, что неизвестными па раметрами, подлежащими определению, являются переменные во времени: уровни и давления над свободной поверхностью жидко сти в судовой и береговой емкостях, осадка танкера, подача и напор грузового насоса, мощность, затрачиваемая на перемещение жид кости, и время операций. Переменные «подача» и «напор» насоса являются координа тами рабочей точки системы, через которые определяются все остальные неизвестные и переменные во времени параметры. При решении задачи приняты следующие допущения:

• прочность корпуса танкера и остойчивость соблюдаются;
• танкер имеет посадку на ровный киль, изменение крена и дифферента не учитываются;
• режим движения жидкости при перемещении ее насосом стационарный — соответственно, не учитывается инерционный член движения жидкости.