Инженеры в Петербурге разработали насос для канализационных систем с рекордным КПД в 62%

Инженеры из Санкт-Петербурга разработали насос для канализационных систем, который реже выходит из строя из-за засоров и служит дольше существующих аналогов — испытания опытного образца подтвердили рекордный КПД в 62%. Об этом сообщили в пресс-службе Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ).

«Отказ от избыточного запаса по напору позволяет уменьшить диаметр рабочего колеса и габариты корпуса: обновленные насосы будут легче и компактнее, но при этом они также будут отвечать требованиям технического задания и сохранят высокую энергоэффективность. Помимо этого, в ходе испытаний были опробованы различные варианты конструкций уплотнительных узлов — результаты этих исследований также будут использованы в следующих моделях», — отметил руководитель проекта, научный сотрудник Лаборатории гидромашиностроения Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики Арсентий Клюев.

При создании линейки свободновихревых насосов (СВН 50/20, СВН 100/20, СВН 160/20) инженеры вуза применили технологии цифрового проектирования и моделирования, а при изготовлении опытного образца СВН 160/20 использовали сочетание традиционных и аддитивных технологий. Благодаря возможностям исследовательского экспериментально-расчетного комплекса Лаборатории гидромашиностроения СПбПУ срок разработки новых насосов до стадии испытаний опытного образца сократился с 1-1,5 лет до 3-4 месяцев.

В ходе испытаний на стенде лаборатории специалисты получили и проанализировали энергетические и кавитационные характеристики насоса, а также провели валидацию математических моделей, использованных при проектировании. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превысило 2% по всем измеряемым параметрам, что подтвердило высокую точность разработанной модели. Подтвержденный КПД агрегата на номинальном режиме — 62% — превышает средние показатели отечественных, включая советские, аналогов (54-57%) и зарубежных насосов (59-60%).

В дальнейшем специалисты СПбПУ планируют испытать насос в условиях, приближенных к реальным, — при перекачивании вязких сред с абразивными включениями, а также изготовить прозрачный корпус для визуальной оценки течения жидкости внутри устройства. Это позволит масштабировать линейку насосов на другие параметры с учетом взаимозаменяемых элементов проточных частей.

Разработка ведется при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030».

Недостатки центробежных насосов и преимущества СВН
Традиционные центробежные насосы в системах водоотведения часто выходят из строя из-за засоров, что приводит к авариям и дорогостоящему ремонту. Свободновихревые насосы устойчивее работают при перекачивании вязких и абразивосодержащих сред, сточных вод и канализационного ила. Поскольку центробежные насосы на станциях часто подбирают с избыточным запасом мощности, замена их проточных частей на свободновихревые не потребует установки более мощных электродвигателей — при этом канализационные станции станут надежнее и экономичнее в долгосрочной перспективе.