Взаємозв`язок форми меридіанної проекції робочого колеса лопатевого насоса і момента швидкості потоку перед ним
Electronic Archive of Sumy State University
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Взаємозв`язок форми меридіанної проекції робочого колеса лопатевого насоса і момента швидкості потоку перед ним
|
|
| Creator |
Федотова, Наталія Анатоліївна
Федотова, Наталия Анатольевна Fedotova, Nataliia Anatoliivna |
|
| Subject |
осьовий насос
лопатева система типу «напрямний апарат - робоче колесо" меридіанна проекція осевой насос лопастная система типа «направляющий аппарат – рабочее колесо» меридианная проекция axial-flow pump blade system of NR-type “guide vanes – impeller” meridian projection |
|
| Description |
Дисертація присвячена питанню вдосконалювання методики проектування меридіанної прое- кції робочого колеса при наявності перед ним довільного за знаком і значенням момента швидкості потоку для лопатевої системи осьового насоса типу НР. Розглянуто взаємозв`язок геометричних і осереднених гідродинамічних параметрів на вході в робоче колесо динамічного насоса за умови наявності перед колесом моменту швидкості потоку перекачуваної рідини: отримано співвідношення для визначення приведеного діаметра входу робо- чого колеса, режиму течії у вхідній воронці робочого колеса, втулкового відношення на вході в ро- боче колесо і на виході з нього. Викладено результати розрахункових і експериментальних дослі- джень осьових насосів з лопатевою системою типу НР, що підтвердили основні положення запропонованої методики проектування. // Русск. версия: Диссертация посвящена вопросу совершенствования методики проектирования меридианной проекции рабочего колеса при наличии перед ним произвольного по знаку и значению момента скоро- сти потока для лопастной системы осевого насоса типа «направляющий аппарат – рабочее колесо». Актуальность исследования - меридианные проекции рабочих колес типовых осевых систем проектируются из условия: момент скорости потока перед рабочим колесом равен нулю. В лопаст- ной системе типа НР перед рабочим колесом есть момент скорости потока. Известные подходы к проектированию меридианной проекции рабочих колес лопастной системы типа НР не учитывают взаимосвязь геометрических и гидродинамических параметров на входе рабочего колеса. Рекомен- дации по выбору втулочного отношения на выходе из рабочего колеса в широком диапазоне коэф- фициентов быстроходности экспериментально не проверено. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, выводов, списка использованной литературы и приложения. Во введении обосновывается актуальность темы и рассматривается общая характеристика работы. В первом разделе приведен обзор существующих данных об использовании закрученных пото- ков в теории и практике конструирования динамических насосов. Сделаны выводы о необходимости совершенствования методики проектирования лопастной системы типа НР в части влияния на форму меридианной проекции рабочего колеса произвольного по знаку и значению момента скорости потока перед ним и отсутствии каких-либо негативных факторов препятствующих проектированию рабочих колес с наличием перед ними момента скорости потока. Во втором разделе описана постановка задачи исследования насоса, экспериментальная уста- новка, приборы и методика проведения эксперимента, приведена оценка погрешностей измерения величин. Для исследования структуры потока перед и за рабочим колесом было проведено зондирование потока на различных режимах работы насоса с целью получения во входном и выходном сечениях рабочего колеса эпюр расходной и окружной скоростей и сопоставление экспериментальных данных с расчетными. В третьем разделе рассмотрена взаимосвязь геометрических и осредненных гидродинамичес- ких параметров на входе в рабочее колесо динамического насоса при условии наличия перед коле- сом момента скорости потока перекачиваемой жидкости. Приведенный диаметр входа в рабочее колесо определен из условия получения максимального КПД, что обеспечивается минимальным значением относительной скорости на входе (гипотеза Г.Ф. Проскуры), но с учетом произвольного по знаку и значению момента скорости потока. Предложенная зависимость для определения критерия Рейнольдса во входной воронке рабо- чего колеса учитывает наличие закрутки потока перед ним. Нами введен коэффициент пропорцио- нальности, в состав которого входит вхm K – поправочный коэффициент, учитывающий влияние мо- мента скорости потока перед рабочим колесом. Обобщающие безразмерные эпюры распределения составляющих абсолютной скорости на входе в рабочее колесо с точностью до 5-8% аппроксимируют экспериментальные данные, полученные в том числе и автором, и служат исходными данными на стадии проектирования. С использованием программного продукта CHANNELLER расчетным путем определено ми- нимальное значение втулочного отношения на входе в рабочее колесо в зависимости от значения момента скорости потока, при котором еще сохраняется радиальное равновесие потока, которое характеризуется отсутствием в области втулки возвратного течения. Расчет произведен как для неподвижной, так и вращающейся втулки. Экспериментальным путем уточнена зависимость втулочного отношения на выходе из рабоче- го колеса от коэффициента быстроходности. Расчет произведен с учетом проектирования меридианной проекции рабочего колеса на произвольный момент скорости потока перед ним и предложена эмпирическая формула для определения втулочного отношения на выходе из рабочего колеса. В четвертом разделе изложены результаты расчетных и экспериментальных исследований осевых насосов с лопастной системой типа НР, подтвердившие основные положения предложенной методики проектирования. По результатам проведенного исследования обнаружено хорошее согласование резуль- татов, полученных с помощью программного пакета CFX, с экспериментальными результатами, за иск- лючением режимов с сильной закруткой потока. Было установлено: закрутка потока за рабочим колесом сильно зависит от подачи насоса: на подачах, превышающих оптимальную по КПД, за рабочим колесом сохраняется остаточная закрутка, созданная направляющим аппаратом, навстречу вращения ротора; на малых подачах рабочее колесо перекручивает поток в направлении вращению ротора; форма напорной и мощностной характеристик, полученных в данном осевом насосе с большой отрицательной закруткой на входе, является типичной для центробежных насосов; наиболее высокий КПД (эксперимент – 73%, рас- чет – 68%) зафиксирован при втулочном отношении рабочего колеса: эксперимент - 0.4; расчет – 0.5. Fedotova N. A. Interrelation of shape of the meridian projection of the impeller of a centrifugal pump and the upstream flow velocity momentum. – The manuscript. Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science in speciality 05.05.17 – hydraulic machines and hydraulic and pneumatic units. – Sumy State University, Sumy, 2009. The thesis is dedicated to the problem of improving the technique of designing the meridian projection of the impeller when the upstream flow is featured with a swirl of arbitrary sign and intensity, for the blade system of an axial-flow pump of NR-type. The interrelation of geometrical and averaged hydrodynamic parameters at the impeller inlet of a centrifugal pump is considered when the upstream flow of the fluid pumped is featured with a swirl. The ratio for determining the reduced diameter of the impeller inlet is obtained, as well as the flow mode at the inlet throat of the impeller, the hub ratio at the impeller inlet and outlet. The results of computational and experimental research of axial-flow pumps with the blade system of NR-type are presented that support the main statements of the suggested design technique. Key words: axial-flow pump, blade system of NR-type “guide vanes – impeller”, velocity momentum of the flow, meridian projection, flow probing, velocity distributions, Reynolds number. |
|
| Publisher |
Сумський державний університет
|
|
| Date |
2010-12-21T09:16:06Z
2010-12-21T09:16:06Z 2009 |
|
| Type |
Synopsis
|
|
| Identifier |
Федотова, Н. А. Взаємозв`язок форми меридіанної проекції робочого колеса лопатевого насоса і момента швидкості потоку перед ним [Текст] : автореферат... канд. техн. наук, спец.: 05.05.17 - гідравлічні машини та гідропневмоагрегати / Н.А. Федотова. - Суми : СумДУ, 2009. - 20 с.
http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/889 |
|
| Language |
uk
|
|