В Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого в Лаборатории гидромашиностроения Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики создана инновационная линейка высокоэффективных свободновихревых насосов, предназначенных для работы с сильно загрязненными жидкостями. Эта разработка стала результатом интенсивной научно-исследовательской работы, поддержанной федеральной программой «Приоритет-2030», и была призвана вывести российское насосостроение на новый уровень технологического развития.
Проблемы систем водоотведения и новые возможности российских инженеров
Современные системы водоотведения часто сталкиваются с проблемами быстрой поломки и износа насосного оборудования, поскольку стандартные модели не выдерживают воздействия абразивных частиц, различных твердых и волокнистых включений, загрязненной воды и других трудно фильтруемых элементов. Особенно страдают от этого канализационные станции, где используются традиционные центробежные насосы: зачастую они быстро засоряются и требуют дорогостоящих ремонтов и технического обслуживания.
Однако свободновихревые насосы нового поколения, разработанные специалистами СПбПУ, демонстрируют устойчивость к самым сложным примесям, включая песок, строительный мусор, текстиль, средства личной гигиены и прочие включения, с которыми часто сталкиваются отрасли ЖКХ, химическая, атомная, нефтяная промышленности и сельское хозяйство. Благодаря особенностям движения жидкости внутри проточной части, эти насосы не только показывают отличные показатели эффективности, но и существенно увеличивают срок бесперебойной эксплуатации.
Инновационные подходы к разработке насосов
Разработка новой линейки свободновихревых насосов (СВН 50/20, СВН 100/20, СВН 160/20) проходила с использованием самых современных методов цифрового проектирования, расчетов и моделирования процессов течения жидкости. Опытные образцы, в частности СВН 160/20, уже были изготовлены с применением как традиционных технологий, так и методов аддитивного производства, что позволило существенно сократить сроки перехода от проектирования к реальным испытаниям.
Проведенные на стендах Лаборатории гидромашиностроения эксперименты подтвердили расчетные значения коэффициента полезного действия (КПД), который по итогам анализа оказался на 1-3% выше по сравнению с аналогичными зарубежными образцами. Это важный шаг не только в сфере повышения энергетической эффективности, но и в деле импортозамещения оборудования на российском рынке.
Преимущества свободновихревых насосов для промышленности и коммунального хозяйства
Одним из существенных преимуществ новой линейки насосов СПбПУ является их независимость от частой замены комплектующих и высокая ремонтопригодность. Это становится особенно значимым для предприятий коммунального комплекса, которые из-за износа насосов ранее сталкивались с высокими затратами на содержание мощностей.
Еще одно преимущество — низкие потери рабочего времени из-за отсутствия простоев. Благодаря замене центробежных рабочих колес на свободновихревые без необходимости увеличения мощности, можно более рационально использовать энергоресурсы станции. Это заметно снижает расходы на электроэнергию и увеличивает надежность снабжения водой в городских и сельских системах.
Для промышленного сектора, где вместе с жидкостями перекачиваются агрессивные среды, абразивные и химические включения, новые насосы открывают перспективы стабильной работы даже в экстремально неблагоприятных условиях.
Вклад программы «Приоритет-2030» в развитие насосостроения России
Условия, созданные в рамках федеральной программы «Приоритет-2030», дали специалистам Лаборатории гидромашиностроения беспрецедентные возможности для проведения фундаментальных и прикладных исследований. Благодаря этой поддержке цикл разработки новых образцов насосной техники — от идеи до экспериментальных испытаний — сократился с обычных 1–1,5 лет до 3–4 месяцев, что позволяет активно реагировать на современные вызовы промышленности.
Современные исследования и разработки в области насосного оборудования, интегрированные с актуальными запросами промышленности и рынка, поддерживают высокий темп создания новой отечественной продукции. Это играет ключевую роль в повышении технологической независимости страны и открывает пути для освоения новых рынков.
Импортозамещение и перспективы для отечественного рынка
По расчетам Российской ассоциации производителей насосов, ежегодно на российский рынок импортируется до 70% насосов для отведения сточно-массных вод, что эквивалентно сумме в 1,5 млрд рублей. Введение в действие новых свободновихревых насосов СПбПУ способно радикально изменить ситуацию: российские предприятия получают доступ к эффективному оборудованию, не уступающему, а зачастую и превосходящему зарубежные аналоги.
Особое значение разработка получает для производителей насосного оборудования, не располагающих собственными исследовательскими подразделениями. Им предоставляется уникальная возможность внедрения в производство современных решений, что ведет к расширению ассортимента, повышению конкурентоспособности и созданию рабочих мест. Такой подход способствует формированию собственной научно-технической школы и повышению уровня компетенций инженерных коллективов по всей России.
Молодежные кадры и перспективы масштабирования проекта
Одним из приоритетов проекта стало активное привлечение молодых специалистов: средний возраст участников инженерной команды составляет всего 24 года. Такой подход обеспечивает стабильную подготовку нового поколения инженеров-исследователей, которые способны не только поддерживать, но и развивать современные технологические инициативы.
Планы разработчиков на ближайшие годы включают проведение фундаментальных комплексных энергетических и кавитационных исследований опытных образцов, уточнение и подтверждение математических моделей работы насосов, а также организацию серийного производства оборудования для разных отраслей экономики. В перспективе это приведет к значительному сокращению доли импортных насосов и к усилению национальной технологической независимости.
Благодаря синергии научной базы СПбПУ, поддержке программы «Приоритет-2030» и активному участию Российской ассоциации производителей насосов, отечественное насосостроение получает импульс к инновационному развитию и уверенно смотрит в будущее.
Информация предоставлена Управлением по связям с общественностью СПбПУ
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
