Из всех типов устройств для транспорта рыбы вакуумные рыбонасосные установки обеспечивают наименьшую повреждаемость объектов лова. Поэтому в настоящее время они широко применяются, наряду с центробежными рыбонасосами [1; 2].Во время разгрузки промысловых судов необходимы вакуумные рыбонасосные установки с высокой производительностью. Согласно представляемым данным о технических характеристиках, производительность установок ООО «АгроБалтПроект» по водорыбной смеси может достигать 300 м3/час (табл. 1), установок Euskan VS – 380 м3/час (табл. 2). Таблица 1. Технические характеристики вакуумной рыбонасосной установки АВ510R [3]Объем бака, л500100015002000Диаметр входа/выхода, мм150 (200)200 (250)250300Производительность, м3/час (рыба+вода)75110175210Средний вес рыбы, кгдо 4до 668Мощность ВКМ, кВт11152237У всех моделей указана максимальная общая высота подъема – 9 м (в том числе всасывания – до 5 м, нагнетания – до 4 м).  Таблица 2. Технические характеристики вакуумной рыбонасосной установки Euskan VS [4]Объем бака, л50010001500200030004500Диаметр входа/выхода, мм200250250300300350Производительность, м3/час6095160180260380Модель ВКМ SamsonKE225KL350KS510KS625KS910KM2200Мощность ВКМ, кВт111522375575У всех моделей указана максимальная общая высота подъема – 18 м (в том числе всасывания – до 9 м).  В [5] была предложена математическая модель полного цикла работы вакуумной рыбонасосной установки, включая вторую фазу каждого этапа – движение водорыбной смеси. В данной статье с помощью математической модели [5] выполнен анализ влияния различных факторов на производительность. Для примера будем использовать в расчетах технические характеристики вакуумной рыбонасосной установки Euskan VS-2000, которая, согласно таблице 1, имеет производительность Q = 180 м3/час, что соответствует 50 дм3/с. В работе вакуумной рыбонасосной установки применяется циклический принцип, основанный на использовании, с помощью компрессорных машин, поочередно то вакуума, то избыточного давления в рабочей емкости. Из-за такой очередности установка имеет два этапа: всасывание и выброс. На этапе всасывания происходит откачивание воздуха из рабочей емкости 3 с помощью вакуумного насоса, водорыбная смесь поступает в резервуар через входной клапан 6, который расположен в его верхней части. На этапе выброса происходит нагнетание воздуха компрессором в резервуар, водорыбная смесь выбрасывается через клапан 7, расположенный в нижней части резервуара и по нагнетательному трубопроводу 4 подается в приемную емкость 5 (см. рис. 1 [5]). Рисунок 1. Схема вакуумной рыбонасосной установки: 1 – емкость с водорыбной смесью; 2 – всасывающий трубопровод; 3 – рабочая емкость (резервуар); 4 – нагнетательный трубопровод; 5 – приемная емкость с водоотделителем; 6, 7 – клапаны Вакуумные рыбонасосные установки разных производителей отличаются конструкцией, количеством рабочих емкостей и их объемом, а также схемой управления этапами. Для определенности здесь будем полагать, что имеется резервуар объемом V0. В системе управления сначала происходит откачка воздуха; по ее окончанию открывается клапан 6, и начинается движение жидкости. Так как воздух постоянно соприкасается с водой, можно считать процесс сжатия изотермическим.Компания Euskan Fish Systems для работы использует водокольцевые компрессорные машины Samson KS625 [6]. Производительность водокольцевой компрессорной машины (расход откачиваемого и нагнетаемого воздуха в рабочую камеру) G зависимости от абсолютного давления в камере и частоты вращения n. Для аппроксимации указанной зависимости использовался метод [7-9] (рис. 2): ,  ,                                               (1)где индекс 1 относится к работе водокольцевой компрессорной машины в режиме вакуумного насоса, 2 – компрессора.   abРисунок 2. Нагрузочные характеристики водокольцевой компрессорной машины Samson KS625: 1 – n=1000 об/мин; 2 – n=1450 об/мин; 3 – n=1750 об/мин). Точки – экспериментальные данные [6], линии – результаты расчета по (9);a – в режиме вакуумного насоса, b – в режиме компрессора (воздуходувки) Далее в расчетах полагаем одинаковыми высоту всасывания и высоту нагнетания равными H1=H2=H0, длину всасывающего и нагнетательного трубопровода также равными L1=L2=L; V0=2 м3; θ=0,2; k=0,03; d=0,3 м.Как было показано в [5], течение жидкости, как во всасывающем рукаве, так и в нагнетательном трубопроводе, является нестационарным процессом, из-за изменения разности давлений. По результатам расчета, представленным на рисунке 3, видно, что при небольшой высоте подъема (H0=1,2 м) мгновенный расход водорыбной смеси может превысить 600 дм3/с. С увеличением высоты подъема он уменьшается, но и при H0=7,5 м все еще достигает 200 дм3/с. Однако производительность вакуумной рыбонасосной установки за цикл значительно ниже.   Рисунок 3. Изменение расхода во всасывающем рукаве при n=1450 об/мин, T11=60 c, L=10м: 1 – H0=1,2 м; 2 – H0=4 м; 3 – H0=6 м; 4 – H0=7,5 м  Производительность вакуумной рыбонасосной установки рассчитывается как частное от деления объема жидкости V1, перекачанной за один цикл, на полное время цикла T: ,  ,                                               (2)где T11 – продолжительность первой фазы первого этапа (откачка воздуха из рабочей камеры), T12 – продолжительность второй фазы первого этапа (закачка водорыбной смеси в рабочую камеру), T21 – продолжительность первой фазы второго этапа (нагнетание воздуха в рабочую камеру), T22 – продолжительность второй фазы второго этапа (вытеснение водорыбной смеси из рабочей камеры).  При заданном объеме рабочей камеры V0, объем жидкости, перекачиваемой за один цикл, определяется давлением в рабочей камере в конце первой фазы первого этапа p0 и высотой всасывания H1. Абсолютное давление в камере p0=8,06 кПа при n=1450 об/мин, T11=60 c. Результаты расчета среднего расхода, представленные в таблице 3, заметно меньше производительности, указанной в техническом паспорте 50 дм3/с. Таблица 3. Результаты расчета при n=1450 об/мин, T11=60 c, L=10 мH1, мV1, м3 T, c ,  дм3/с1,21,82073,224,94,01,73875,023,26,01,61377,320,97,51,39680,917,3 Исследуем влияние длины трубопровода при условиях, указанных в таблице 3. Величина V1 не зависит от длины рукава, остается такой же, как в таблице. 3. С увеличением протяженности трубопровода растут гидравлические потери, снижается скорость движения водорыбной смеси. Время цикла работы вакуумной рыбонасосной установки возрастает (рис. 4а), в результате – производительность будет тем меньше, чем больше длина трубопровода (рис. 4b).     ab     Рисунок 4. Влияние высоты подъема на продолжительность цикла (a) и производительность вакуумной рыбонасосной установки (b) при n = 1450 об/мин и различной длине трубопровода: 1 – L=10 м; 2 – L=50 м; 3 – L=100 м  ВКМ Samson KS625 может работать при трех значениях частоты вращения. Наибольшая производительность (но и наибольшие энергозатраты) будет при n = 1750 об/мин, так как снижается время цикла (рис. 5а). Увеличение диаметра трубопровода приводит к снижению гидравлических потерь и росту производительности (рис. 5b).    abРисунок 5. Влияние высоты подъема на производительность вакуумной рыбонасосной установки при, T11=60 сa – при L=50 м, n = 1450 об/мин и разных диаметрах рукава: 1 – d=0,2 м; 2 – d=0,3 м; 3 – d=0,4 м; b – при L=10 м, d=0,3 м и разной частоте вращения: 1 – n = 1000 об/мин; 2 – n = 1450 об/мин; 3 – n = 1750 об/мин;  Количество водорыбной смеси, перекачиваемой за один цикл, зависит от давления p0 в камере в конце первой фазы первого этапа. Величину этого давления можно регулировать, устанавливая продолжительность откачивания воздуха из рабочей камеры с помощью водокольцевой компрессорной машины T11. На рисунке 6 показано, как влияет T11 на производительность.   abРисунок. 6. Влияние продолжительности откачки воздуха на производительность вакуумной рыбонасосной установкиa – при L= 3 м; H0=1,2 м и разной частоте вращения: 1 – n = 1000 об/мин, 2 – n = 1450 об/мин, 3 – n = 1750 об/мин;b – при n = 1000 об/мин: 1 – L= 3 м; H0=1,2 м; 2 – L=20 м; H0=3 м; 3 – L=20 м; H0= 8 м  По рисунку 6а видно, что только при малых значениях H0 и L, устанавливая T11 около 10 с, можно добиться производительности выше 50 дм3/с (n = 1450 об/мин) или даже выше 50 дм3/с (n = 1750 об/мин). Однако так уменьшать величину T11 нельзя при немалых значениях высоты подъема и длины трубопровода. На рисунке 6b линия 3 показывает, что при L=20 м; H0= 8 м необходимо установить T11 > 20 с (лучше 40-60 с), иначе водокольцевая компрессорная машина не успеет откачать воздух в рабочей камере до необходимого давления, и установка просто не будет работать.