Оценка величины статической и динамической осевой силы, действующей на рабочее колесо с применением метода математического моделирования потока в проточной части гидромашины
Ключевые слова:
рабочее колесо, осевая сила, численное исследованиеАннотация
Повышение требований надежности работы насосов ставит задачу более точной оценки на стадии проектирования машины ее интегральных характеристик, включая и оценку гидродинамических сил. Существующие аналитические методики для оценки величины осевой силы, действующей на рабочее колесо насоса, основаны на допущениях, которые не позволяют учесть реальную структуру течения в боковых пазухах и геометрию пазух, распределение статического давления на выходе из рабочего колеса, нестационарные процессы, которые имеют место при работе насоса как на режимах, близких к оптимальному, так и на нерасчетных режимах. В настоящее время все большее значение приобретает метод численного моделирования течения в проточной части гидромашины при изучении особенностей структуры течения для различных режимов ее работы, а также для оценки любых интегральных характеристик, в том числе и осевой силы. В данной работе выполнен обзор совместных исследований, проведенными специалистами ОАО «ВНИИАЭН» и магистрами кафедры прикладной гидроаэромеханики Сумского государственного университета по оценке величины стационарной и нестационарной составляющих осевой силы для насосов различного конструктивного исполнения. Моделирование течения в проточной части выполнялось путем численного решения системы уравнений Рейнольдса и уравнения неразрывности. Для замыкания системы уравнений использовалась стандартная k–ε-модель турбулентности. Моделирование выполнялось в стационарной и нестационарной постановках для вязкой несжимаемой среды. В результате исследований выполнена оценка величины стационарной и нестационарной составляющих осевой силы для рабочего колеса двустороннего входа для режимов: оптимального и 0,5Qопт, а также для рабочего колеса диагональной ступени с разгрузочными отверстиями на основном диске. Приведены результаты сравнения величин осевой силы, полученных численно и с использованием аналитических методик.
Библиографические ссылки
Lomakin A.A. (1966) Tsentrobezhniye i oseviye nasosy / Lomakin A.A. – M.: Mashinostroyeniye. – 361 p.
Gulich J.F. (2010) Centrifugal Pumps. – Springer. – 964 p.
Marjan Gantar, Dr. Dusan Florjancic, Dr. Brane Sirok (2001): Hydraulic Axial Thrust in Multistage Pump. Proceedings of ASME FEDSM’01, vol. 124, pp. 336-341.
Stefania Della Gatta, Simone Salvadori, Paolol Adami, Laura Bertolazzi (2006): Study for Assessment of Axial Thrust Balance in Centrifugal Multistage Pumps. Proceedings of Conference on Modeling Fluid Flow CMFF’06, Budapest, Hungary, September 6-9.
Simone Salvadori, Stefania Della Gatta, Paolol Adami, Laura Bertolazzi: Development of CFD Procedure for the Axial Thrust Evaluation in Multi-stage Centrifugal Pumps. http://www.weiroilandgas.com/Default.aspx (Digital resource).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 С. О. Луговая, А. А. Руденко, А. С. Матвеева, Д. С. Брижик
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).