Влияние диаметра входа рабочего колеса на работу погружного электронасоса высокой быстроходности на режимах больших подач

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Объектом исследования является водоотливной погружной электронасос высокой быстроходности, предназначенный для откачки загрязненной морской и пресной воды из затопленных помещений объектов судостроительной отрасли.

Цель исследования – получить зависимости кавитационных показателей насоса от относительного диаметра входной горловины рабочего колеса на режимах больших подач, определить вид напорных и энергетических характеристик насоса при различных геометрических соотношениях рабочего колеса в рабочем диапазоне его подач.

Материалы и методы. На основе полуэмпирических формул по методикам различных авторов определены основные геометрические параметры рабочих колес. Для исследования зависимостей выбраны три варианта рабочих колес и выполнены серии гидродинамических расчетов трехмерного течения вязкой жидкости с использованием программного продукта ANSYS CFX.

Результаты. Получены расчетные напорные, энергетические и кавитационные характеристики насосного агрегата. Экспериментальная напорная характеристика согласуется с расчетной. Результаты расчетов показали, что применение зауженного входа в рабочее колесо приводит к возникновению обширной зоны пониженного давления на задней стороне лопасти рабочего колеса и срыву рабочих характеристик на режимах больших подач. При наибольшем относительном диаметре входной горловины рабочего колеса на задней стороне лопасти зона давлений парообразования отсутствует, что не приводит к срыву рабочих характеристик на режимах больших подач, однако, гидравлический коэффициент полезного действия насоса во всем диапазоне его подач, среди всех исследуемых вариантов рабочих колес – наименьший.

Выводы. Предложена методика определения оптимального, с точки зрения энергетических и кавитационных показателей, значения диаметра входа рабочего колеса для обеспечения бескавитационной работы погружного электронасоса высокой быстроходности во всем диапазоне его подач.

Об авторах

Даниил Анатольевич Горбатов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; «СУЛАК»

Email: Da.Gorbatov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3172-3346
SPIN-код: 5727-2661

аспирант, конструктор

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; Санкт-Петербург

Александр Аркадьевич Жарковский

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: azharkovsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3044-8768
SPIN-код: 3637-7853

профессор, д.т.н.; профессор

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

Артемий Владимирович Адрианов

"СУЛАК"

Автор, ответственный за переписку.
Email: mr_a@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4853-0804
SPIN-код: 8117-4795

генеральный директор

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

Список литературы

  1. Жарковский А.А., Куриков Н.Н., Пугачев П.В., и др. Компьютерное исследование и визуализация течения в центробежных насосах // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2010. № 4(103). С. 119–123.
  2. ANSYS CFX Tutorial Guide. ANSYS Inc. Release 17.2.
  3. Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Травин А.К., и др. Современные подходы к моделированию турбулентности: уч. пос. СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2016.
  4. Горгиджанян С.А. Гидравлические расчеты проточной части центробежных насосов: методические указания по курсовому проектированию. Ленинград: ЛПИ им. М.И. Калинина, 1982.
  5. Graueser T.E. Abaque pour pompes et pompes-turbines reversibl. Lausanne: Institut de machines hydraulignes, 1978.
  6. Gulich J.F. Centrifugal Pumps. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2010.
  7. Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М.: Машиностроение, 1977.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструктивное исполнение погружного электронасоса.

Скачать (63KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Напорные и энергетические характеристики насоса при различных диаметрах входа в РК: 1 – D0 /D2=0,62; 2 – D0 /D2=0,66; 3 – D0 /D2=0,78; сплошная линия – расчет; пунктирная – эксперимент.

Скачать (122KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетные полные кавитационные характеристики при различных диаметрах входа в РК: 1 – D0 /D2=0,62; 2 – D0 /D2=0,66; 3 – D0 /D2=0,78; Δhэксп – расстояние от свободной поверхности до входа в насос в эксперименте.

Скачать (73KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Поле абсолютных давлений исходного рабочего колеса (D0 /D2=0,62).

Скачать (168KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поле абсолютных давлений нового рабочего колеса (D0 /D2=0,78).

Скачать (170KB)
Метаданные

© Горбатов Д.А., Жарковский А.А., Адрианов А.В., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».