Робочий процес і методика розрахунку проточних частин динамічних насосів з напіввідкритими і відкритими робочими колесами - Автореферат

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОБОЧИЙ ПРОЦЕС І МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ПРОТОЧНИХ ЧАСТИН ДИНАМІЧНИХ НАСОСІВ З НАПІВВІДКРИТИМИ І ВІДКРИТИМИ РОБОЧИМИ КОЛЕСАМИОфіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Лурє Зіновій Якович, Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” професор кафедри гідравлічних машин. кандидат технічних наук, доцент Турик Володимир Миколайович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” доцент кафедри гідропневмоавтоматики і гідравліки. Розроблено методику розрахунку проточних частин насосів з напіввідкритими і відкритими робочими колесами на режимах роботи оптимального за К.К.Д. Для підтвердження достовірності методики розрахунку виконано розрахунок насосу і його експериментальне дослідження. Working process and calculating technique for hydraulic parts of dynamic pumps with open and semi-open impellers. The thesis is dedicated to the research of the working process of pumps with open and semi-open impellers and, upon this basis, to the creation of calculating technique for hydraulic parts.Серед різних виконань динамічних насосів свою нішу мають і насоси з напіввідкритими і відкритими робочими колесами. Перспективи розвитку насособудування України повязані з подальшим розширенням і поглибленням досліджень робочого процесу, вивченням взаємодії між елементами проточної частини, розробкою методів заміни фізичного експерименту математичним моделюванням робочого процесу, удосконаленням і створенням методик проектування проточних частин динамічних насосів нетрадиційного виконання (до яких відносяться і насоси з напіввідкритими і відкритими робочими колесами). Це визначило необхідність створення методики розрахунку, яка б дозволяла аналітичним шляхом визначати оптимальні варіанти конструкції проточних частин насосів з напіввідкритими і відкритими робочими колесами на стадії проектування за допомогою математичного експерименту і, тим самим, значно скоротити експериментальну доводку насосів. розробити математичну модель робочого процесу, що описує розподіл енергії в насосах з напіввідкритими і відкритими робочими колесами на оптимальному режимі; на основі розроблених математичних моделей робочого процесу і гідравлічних втрат розробити методику розрахунку насосів з напіввідкритими і відкритими робочими колесами на задані параметри.Аналіз методик розрахунку проточних частин насосів з напіввідкритими і відкритими робочими колесами показав, що узагальнена методика розрахунку проточних частин з напіввідкритими і відкритими робочими колесами відсутня, а окремі нечисленні емпіричні і напівемпіричні методи розрахунку напіввідкритих робочих коліс недосконалі, тому що не враховують усіх факторів, що впливають на течію у них, у тому числі наявність торцового зазору і витоку через нього або розроблені для певного типу напіввідкритого робочого колеса. Як обєкт дослідження обрані одноступінчаті, горизонтальні, консольні насоси з осьовим підведенням рідини, з напіввідкритими і відкритими робочими колесами, зі спіральним відводом, з ns = 60 - 100, що розрізняються наступними геометричними параметрами елементів проточної частини: зовнішній діаметр робочого колеса D2 = 228 - 408 мм; ширина робочого колеса на виході b2 = 14 - 23,4 мм; кут установки лопаті на виході з робочого колеса b2 = 24 - 75°; кількість лопатей робочого колеса Z = 5 - 8; ступінь відкритості робочого колеса Dn/D2 = 0,45 - 1,0; відношення початкового діаметра спірального відводу до зовнішнього діаметра робочого колеса D3/D2 = 1,025 - 1,372; відносний зазор між торцями лопатей робочого колеса і корпусом насоса `dt = 0,023-0,369; форма меридіанного перетину робочого колеса і спірального відводу; форма лопаті робочого колеса - циліндрична і просторова; діаметр вхідної воронки робочого колеса D0 = 130 - 184 мм; діаметр втулки робочого колеса dвт = 48 - 81,6 мм; товщина лопаті робочого колеса S = 4,5 - 9 мм. Течія у проточній частині з напіввідкритими і відкритими робочими колесами є деякою перехідною формою від течії в закритому робочому колесі до течії в проточній частині вільновихрового насоса, оскільки в результаті вихрової взаємодії між потоком у колесі і течією рідини в зазорі в міжлопатевому каналі утворюється інтенсивний вихор з віссю в радіальному напрямку, аналогічний поперечному вихру в міжлопатевому каналі вільновихрового насоса. рівним одиниці); частина гідравлічних втрат (відбуваються в робочому колесі і спіральному відводі) будуть мати таку ж природу, як і в проточній частині насоса з закритим робочим колесом, а інші гідравлічні втрати - втрати вихрового обміну, додатково виникають тільки в проточній частині з напіввідкритими і відкритими робочими колесами при русі рідини від входу в насос до виходу з нього. , (3) де N - вжита потужність, Nп - корисна потужність, Nmex - потужність механічних втрат, Nгв(ЗРК) - гідравлічні втрати, що виникають в проточній частині насоса не залежно від типу робочого колеса, Nгв(В.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ