Гідродинаміка робочого процесу теплогенеруючого агрегату багатофункціонального призначення

Abstract

У дисертаційній роботі наведені результати дослідження робочого процесу теплогенеруючого агрегату, а також визначено вплив параметрів проточної частини (діаметр, ширина, кількість лопатей робочого колеса, кількість та ширина лопаток статорних коліс), частоти обертання та характеристик робочого середовища на енергетичну характеристику агрегату. Запропоновано підхід щодо балансу енергії теплогенеруючого агрегату при його використанні як багатофункціонального обладнання. Основним змістом роботи є отримання аналітичної залежності потужності агрегату від ряду параметрів, її уточнення шляхом використання коефіцієнта потужності, який отриманий розрахунковим методом у програмному комплексі FlowVision та подальша перевірка отриманих результатів шляхом проведення експериментальної частини дослідження. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3376

Проведение исследования, направленного на изучение рабочего процесса теплогенерирующего агрегата (ТГА) многофункционального назначения, обусловлено, во-первых, появлением ряда технологических процессов, которые совместно с нагревом рабочей среды требуют перемешивания, перекачивания рабочей среды, а также измельчения твердых включений, которые в ней содержатся, во-вторых, пересмотром существующих технологий, для которых имеется экономическая целесообразность замены узкофункционального оборудования на машины многофункционального назначения. Анализ методик расчета конструктивных аналогов (гидравлические тормоза, лопастные мешалки, роторные аппараты) свидетельствует о неадекватности результатов при их использовании для расчета ТГА, что обусловило проведение исследования рабочего процесса. Вопрос исследования рабочего процесса решался расчетно-аналитическим путем. Расчетная часть выполнялась посредством программного комплекса FlowVision и была направлена, во-первых, на изучение структуры течения жидкости в проточной части агрегата в зависимости от конструктивных и режимных параметров агрегата; во-вторых, проверку функциональных зависимостей аналитической модели, в-третьих, на уточнение аналитической модели посредством коэффициента мощности, который дополнительно учитывает влияние ряда параметров на энергетическую характеристику ТГА. Структура коэффициента мощности была определена путем рототабельного планирования второго порядка и учитывала влияние таких параметров проточной части, как число лопастей рабочего колеса, число и относительную ширину лопаток статорных колес. Экспериментальной частью исследования являлось получение энергетических и тепловых характеристик при различных конструктивных и режимных параметрах агрегата. Результатами экспериментальной части стали: проверка модели, полученной аналитическим путем; проверка структуры уточняющего коэффициента мощности при различных конструктивных параметрах, оценка удельного вклада процессов, которые реализуются в ТГА (измельчение, перекачивание, перемешивание) в общую структуру энергетической характеристики. Определены приемлемые по точности результатов расчетов диапазоны применения разработанной методики в зависимости от конструктивного исполнения агрегатов и частот вращения их ротора. Определены оптимальные параметры проточной части ТГА, а также получены зависимости, позволяющие выполнять расчет параметров агрегата с существующей модели. Осуществлена экспериментальная проверка приводимых в работе рекомендаций по практическому использованию разработанной методики. Результаты работы внедрены на предприятиях Украины и в учебном процессе при подготовке специалистов в области гидромашиностроения. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3376

The thesis presents the results of investigation of the working process of a heat generating unit. The influence of parameters of flow passages (diameter, width, number of blades of the impeller, number and width of vanes of stator wheels), rotational speed and properties of the working medium on the performance curves of the unit was determined. An approach for composing the energy balance of the heat generating unit was suggested, when using it as a multi-functional equipment. The essence of the thesis is determination of an analytical dependence of the power of the unit on a number of parameters, and its correction by using a power coefficient obtained by computation using the software package FlowVision. Then the obtained results were checked by comparison with the results obtained in the experimental part of this research. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3376