Покращення кавітаційно-ерозійних характеристик шнекововідцентрового ступеня за допомогою надроторних елементів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139392Ключові слова:
відцентровий насос, шнекововідцентровий ступінь, надроторні елементи, кавітаційно-ерозійні характеристикиАнотація
Досліджено вплив установки надроторних елементів у вигляді статорної втулки з повздовжніми прямими пазами над передвключеним колесом на характеристики модельного шнекововідцентрового ступеня. Проведено фізичний експеримент з використанням планування для вирішення проблеми оптимізації геометричних параметрів статорної втулки з повздовжніми прямими пазами в багатофакторній задачі покращення кавітаційно-ерозійних характеристик шнекововідцентрового ступеня за допомогою надроторних елементів. Було визначено спектр збуджуючих частот коливань досліджуваного шнекововідцентрового ступеня від кавітаційних процесів для можливості використання параметра стійкості до кавітаційної ерозії у якості параметра оптимізації.. Експериментальним шляхом визначено оптимальні розміри надроторної втулки досліджуваного шнекововідцентрового ступеня: Z=32, b=14, l1=20, l2=20. Це дозволило покращити кавітаційно-ерозійні якості шнекововідцентрового ступеня без зміни габаритних розмірів та не погіршити напірні та енергетичні характеристики. Проведено додатковий фізичний експеримент за допомогою альтернативного методу визначення кавітаційно-ерозійних якостей для підтвердження отриманих у дослідженні результатів завдяки застосуванню надроторних елементів у шнекововідцентровому ступені. Використання надроторних елементів у складі шнекововідцентрових ступенів зазвичай обмежувалося лише потребами підвищення кавітаційних якостей ступеня. В рамках дослідження, що описано в даній статті, запропоновано використання цього елементу для боротьби з негативними наслідками кавітаційної ерозії. Була підтверджена можливість такого використання та розроблені науково-методичні рекомендації щодо проектування надроторних елементів у складі шнекововідцентрового ступеня. Впровадження удосконалених перших шнекововідцентрових ступенів з надроторними елементами в існуючі конструкції відцентрових насосів дозволить збільшити наробітку до відмови, що актуально для всіх галузей промисловості, де використовуються відцентрові насосиПосилання
- Nesbitt, B. (Ed.) (2006). Handbook of Pumps and Pumping. Elsevier Science, 470. doi: https://doi.org/10.1016/b978-1-85617-476-3.x5000-8
- Frenning, L. (Ed.) (2001). Pump life cycle costs: A guide to LCC analysis for pumping systems. Hydraulic institute & Europump, 194.
- Tverdohleb, I., Vizenkov, G., Birukov, A., Kutcenko, V., Vaschenko, A. (2012). Applying feed pump systems without boosters in NPPs. Nuclear Exchange, 31–33.
- Guo, X., Zhu, Z., Cui, B., Shi, G. (2016). Effects of the number of inducer blades on the anti-cavitation characteristics and external performance of a centrifugal pump. Journal of Mechanical Science and Technology, 30 (7), 3173–3181. doi: https://doi.org/10.1007/s12206-016-0510-1
- Vizenkov, G., Tverdohleb, I., Kucenko, V., Ivanyushin, A., Avdeenko, V. (2008). Nasosy special'nogo i obshchepromyshlennogo naznacheniya s predvklyuchennymi osevymi kolesami. Obzor opyta issledovaniy, razrabotki i ekspluatacii nasosov s predvklyuchennym osevym kolesom. Nasosy i oborudovanie, 3, 46–50.
- Kim, C., Kim, S., Choi, C.-H., Baek, J. (2017). Effects of inducer tip clearance on the performance and flow characteristics of a pump in a turbopump. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 231 (5), 398–414. doi: https://doi.org/10.1177/0957650917707656
- Song, W., Wei, L., Fu, J., Shi, J., Yang, X., Xu, Q. (2016). Analysis and control of flow at suction connection in high-speed centrifugal pump. Advances in Mechanical Engineering, 9 (1), 168781401668529. doi: https://doi.org/10.1177/1687814016685293
- Kurokawa, J. (2011). J-Groove Technique for Suppressing Various Anomalous Flow Phenomena in Turbomachines. International Journal of Fluid Machinery and Systems, 4 (1), 1–13. doi: https://doi.org/10.5293/ijfms.2011.4.1.001
- Imamura, H., Kurokawa, J., Matsui, J., Kikuchi, M. (2003). Suppression of Cavitating Flow in Inducer by Use of J-groove. The proceedings of the JSME annual meeting, 2003.2, 35–36. doi: https://doi.org/10.1299/jsmemecjo.2003.2.0_35
- Shimiya, N., Fujii, A., Horiguchi, H., Uchiumi, M., Kurokawa, J., Tsujimoto, Y. (2006). Suppression of Cavitation Instabilities in an Inducer by J-Groove (Control by the Change of Axial Location). Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Series B, 72 (721), 2124–2131. doi: https://doi.org/10.1299/kikaib.72.2124
- Alison-Youel, S. (2010). Improved centrifugal pump performance with counter helical inducer housing grooves. AIChE Spring Meeting and Global Congress on Process Safety. Available at: https://www.aiche.org/academy/videos/conference-presentations/improved-centrifugal-pump-performance-counter-helical-inducer-housing-grooves
- Yelin, O. V. (2013). Doslidzhennia mozhlyvosti pidvyshchennia vsmoktuvalnoi zdatnosti shnekovovidtsentrovoho stupenia bez zminy heometriyi peredvkliuchenoho i robochoho kolesa. Visnyk SumDU. Seriya: Tekhnichni nauky, 4, 7–16.
- Rzhebaeva, N. K., Zhukov, V. M., Kucenko, V. A. (1990). Shneko-centrobezhnaya stupen' nasosa. Kharkiv, 40.
- Zaks, L. (1976). Statisticheskoe ocenivanie. Moscow: Statistika, 598.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Pavlo Tkach, Andrii Yashchenko, Oleksandr Gusak, Sergey Khovanskyy, Vitalii Panchenko, Iryna Grechka
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
