Гидродинамические особенности конструирования комбинированного подвода центробежного насоса

Abstract

У дисертаційній роботі представлені результати дослідження робочого процесу в підвідному пристрої відцентрового насоса. З урахуванням гідродинамічних особливостей робочого процесу систематизовано підхід до проектування підвідного пристрою відцентрового насоса. Запропоновано математичну модель розрахунку підвідного пристрою, обґрунтовано виділення підводу в окремий модуль при блочно-модульному проектуванні. Основним змістом роботи є аналіз структури течії на ділянці «вихід з підводу - вхід в робоче колесо», вивчення впливу моменту швидкості потоку на вході в робоче колесо на характеристики насоса в цілому. Розроблено новий тип підводу - комбінований підвід, який дозволяє створити наперед задану структуру потоку на вході в робоче колесо. На розроблену конструкцію комбінованого підводу отримано декларативний патент України на корисну модель. Розроблено методику проектування комбінованого підводу. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/29796

В диссертационной работе представлены результаты исследования рабочего процесса в подводящем устройстве центробежного насоса. С учетом гидродинамических особенностей рабочего процесса систематизирован подход к проектированию подводящего устройства центробежного насоса. Предложена математическая модель расчета подводящего устройства, обосновано выделение подвода в отдельный модуль при блочно-модульном проектировании. Основным содержанием работы является анализ структуры течения на участке «выход из подвода – вход в рабочее колесо», изучение влияния момента скорости потока на входе в рабочее колесо на характеристики насоса в целом. Для каждого соотношения геометрических параметров рабочего колеса существует свое значение момента скорости потока на входе в рабочее колесо, при котором создается наиболее равномерная структура потока на входе в рабочее колесо, в результате чего обеспечивается протекание рабочего процесса ЦН с оптимальным КПД. Создать требуемую структуру потока на входе в рабочее колесо предлагается путем применения подвода нового типа – комбинированного подвода. На разработанную конструкцию комбинированного подвода получен декларативный патент Украины на полезную модель. Комбинированный подвод состоит из кольцевой камеры и лопаточного направляющего аппарата. Такая конструкция подвода является технологичной и создает базу для унификации подводящих устройств центробежного насоса. Для обеспечения наиболее эффективного рабочего процесса центробежного насоса проектируется лопаточный направляющий аппарат, который и создает требуемый момент скорости потока на входе в данное рабочее колесо, оставляя при этом неизменной базовую корпусную деталь. Сегодня все чаще при эксплуатации мощных энергоемких насосов на режимах отличных от номинального применяют сменные ротора, которые обеспечивают оптимальную работу насоса на указанных режимах. При этом применяют комбинированные отводы, но не уделяется внимание вопросу создания определенных условий на входе в рабочее колесо. С помощью комбинированного подвода можно решить эту проблему, и с успехом использовать его при проектировании насосов со сменными роторами, что приведет к улучшению ряда эксплуатационных показателей. При выполнении работы применялись методы исследования: аналитический метод, численное исследование течения в подводящем устройстве центробежного насоса и физический эксперимент. Численное моделирование проводилось с использованием программного продукта ANSYS CFX 11.0 с использованием стандартной k-ε модели турбулентности. Расчет течения проводился в стационарной постановке. Рабочая жидкость была принята несжимаемой, режим течения – турбулентный. В качестве граничных условий заданы: на входе – массовый расход, на выходе – статическое давление, на всех твердых поверхностях – условие равенства скорости нулю (условие прилипания). При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/29796

Candidate Paper performs research results of operating process at centrifugal pump suction chamber. Centrifugal pump suction chamber designing has been systematized due to the hydro-mechanical features of operating process. Mathematical (designing) model of suction chamber has been proposed, suction chamber separationas a separate module has been approved for bloke-module designing. The basic content of the Paper is flow structure analyze at the area “outlet of the suction chamber–impeller inlet” and studying influence of the flow velocity moment at impeller inlet on the pump characteristics. Suction chamber of a new type has been developed – combined suction chamber, which allows creating predictable flow structure at impeller inlet. Developed design of the combined suction chamber is protected and confirmed with Declarative Patent of Ukraine for the “Useful Model”. To ensure the most effective impeller operating process we should design vane diffuser, which would create required flow velocity torque at impeller inlets. Designing procedure for suction case of combined type has been developed. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/29796