Вплив ширини каналу робочого колеса на крутизну напірної характеристики при проектуванні змінних коліс насосів типу Д

Abstract

Існує зворотне та незворотне регулювання роботи насосного агрегата. До другого належить зміна меридіонального перерізу, а саме: зміна зовнішнього діаметра робочого колеса («підрізка») та зміна ширини каналу робочого колеса на вході чи/та виході. При «підрізці» змінюється не лише зовнішній діаметр колеса, а й інші його геометричні параметри. Під час зміни ширини каналу робочого колеса на виході всі інші геометричні параметри залишаються без змін, що дозволяє більш точно прогнозувати робочі параметри робочого колеса. Метою цієї роботи є визначення залежності між шириною каналу робочого колеса на виході та крутизною його напірної характеристики. Під час проведення досліджень змінювалася ширина каналу без зміни інших геометричних параметрів робочого колеса. Дослідження проводили шляхом чисельного моделювання з використанням програмного продукту Ansys CFX. Визначено причину зниження ККД відносно вузьких та широких коліс. Установлено залежність між шириною каналу відцентрового насоса двостороннього входу різної швидкохідності та крутизною його напірної характеристики. Визначено діапазон, в якому можна змінювати ширину каналу з метою досягнення певної крутизни напірної характеристики без значного зниження ККД.

Существует обратное и необратное регулирования работы насосного агрегата. К первому относит- ся изменение меридионального сечения, а именно: изменение внешнего диаметра рабочего колеса («подрезка») и изменение ширины канала рабочего колеса на входе и / или выходе. При «подрезке» меняется не только внешний диаметр колеса, но и другие его геометрические параметры. При изме- нении ширины канала рабочего колеса на выходе все другие геометрические параметры остаются без изменения, что позволяет более точно прогнозировать рабочие параметры рабочего колеса. Целью данной работы является определение зависимости между шириной канала рабочего колеса на выходе и крутизной его напорной характеристики. При проведении исследования значение шири- ны менялось, а другие геометрические параметры колеса оставались без изменений. Исследование проводилось путем численного моделирования с использованием программного продукта Ansys CFX. Определены причины снижения КПД для чрезмерно узких и широких рабочих колес. Установле- на зависимость между шириной канала рабочего колеса на выходе и крутизной его напорной харак- теристики. Определен диапазон, в котором можно менять ширину канала с целью достижения опре- деленной крутизны напорной характеристики без значительного снижения КПД.

The present paper focuses on study of relation between impeller outlet width and the slope of characteristic curve. In order to figure out the dependence between impeller outlet width and the slope of characteristic curve on the different operation modes the numerical simulation was used. The cause of efficiency reducing in extremely narrow and wide impellers was determined. Dependence between impeller outlet width of double-entry centrifugal pump and slope of characteristic curve was established. We have defined that changing of the impeller outlet width in some relative width range leads to achieving required characteristic curve slope with inessential efficiency drop. The study results are intended to be used during modernization of pump impellers with specific speed, which operate in groups with different initial characteristic curves. Such modernization is possible with existing pump casing and bearing compounds usage, that greatly reduces expenses on modernization and lowers pumping equipment life-cycle cost.