Створення засобу ведення розрахункового експерименту в насособудуванні на базі просторової моделі потенціальної течії - Автореферат

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Створення засобу ведення розрахункового експерименту в насособудуванні на базі просторової моделі потенціальної течіїРобота виконана в Сумському державному університеті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Неня Віктор Григорович, заступник завідувача кафедри основ проектування машин, Сумський державний університет. Підгорного НАН України кандидат технічних наук, доцент Кочевський Микола Миколайович, начальник відділу АСУВ ВАТ “Сумський завод “Насосенергомаш”. Захист дисертації відбудеться 20 червня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 55.051.03 у Сумському державному університеті за адресою: 40007, м.Недоліками існуючих засобів для ведення розрахункових досліджень стосовно лопатевих гідромашин є або їх надто велика спрощеність, що не дозволяє отримувати результати задовільної для практики точності, або вузькоспеціалізована направленість, що різко обмежує сферу їх використання на практиці. Останнє стосується, зокрема, існуючої розробки моделі просторової течії нестисливої рідини, реалізованої у вигляді засобу ведення розрахункового дослідження течії в ПЧ гідромашин в цілому, без поділу її на окремі елементи. Таким чином, задача створення засобу ведення розрахункового експерименту в насособудуванні на основі моделі просторової потенціальної течії, який би дозволяв вести відпрацювання окремих елементів проточних частин лопатевих насосів до забезпечення необхідного рівня показників їх якості в роботі, є актуальною, а її вирішення - доцільним і своєчасним. Метою роботи є створення засобу ведення розрахункового експерименту в насособудуванні на основі математичного моделювання просторової потенціальної течії, який дозволяє визначати характеристики течії рідини в проточній частині насоса та її окремих елементах і забезпечує, при суттєвому скороченні багатовартісного фізичного експерименту, можливість їх достовірної оцінки на стадії проектування, або при модернізації існуючого насосного обладнання. для реалізації алгоритму розрахунку розробити методику побудови геометричної моделі ПЧ, яка забезпечує незалежність використання геометричної інформації від конструктивної схеми ПЧ, розробити бібліотеку типових елементів проточних частин ЛГМ;У першому розділі наводяться результати аналізу існуючих моделей течії рідини в проточній частині лопатевих гідромашин (ЛГМ), описується сучасний стан розрахунків таких течій, аналізуються можливості, з їх допомогою, підвищення показників якості насосів на стадії проектування. Кожна модель потоку характеризується певною сумою припущень та умовностей, сукупність яких впливає на точність проведення розрахунків та отриманих за їх допомогою результатів. Розглядається стаціонарна течія невязкої нестисливої рідини в каналі довільної форми обєму W, що обмежений поверхнею SS, з відомим розподіленням витратної складової швидкості на поверхні SS та колової складової швидкості у вхідному і вихідному перерізах. На поверхні SS виконуються граничні умови, тобто швидкості мають значення на границях та : , , (2) де - на нерухомих непроникних границях; - на рухомих непроникних границях; , та , - на вхідному та вихідному перерізах відповідно. Гранична умова (6) виставляється в межах кожного із розрахункових елементів на непроникних поверхнях твердих стінок, гранична умова (7) - на елементах вхідного і вихідного перерізів.Створено засіб ведення розрахункового дослідження просторового потенціального потоку нестисливої рідини в елементах проточних частин лопатевих насосів, який дозволяє визначати характеристики течії рідини, безвідносно до конкретного конструктивного виконання елементів та проточної частини насоса в цілому, та забезпечує достатню точність отриманих результатів для часткової заміни високовартісного фізичного експерименту більш дешевим розрахунковим. Констатується, що підвищення показників якості насосного обладнання та, стосовно нього, проектувальних робіт може бути досягнуто шляхом раціонального поєднання фізичного і розрахункового експерименту та подальшого розвитку останнього на основі математичного моделювання течії в елементах проточної частини лопатевих насосів. Запропонована постановка задачі дослідження течії на основі вирішення внутрішньої крайової задачі типу Гільберта для моделі просторової потенціальної течії нестисливої рідини на базі двох граничних умов - традиційної умови відносно нормальної складової швидкості, яка визначає витрату Q, та додаткової умови для колової складової швидкості, яка визначає напір насоса Н. Реалізовано рішення поставленої задачі таким чином, що отримана математична модель, методика та алгоритм її вирішення, програмні засоби на їх основі, вихідна інформація про гідродинамічні та геометричні дані для побудови дискретної моделі не залежать від типу та складу ПЧ насоса, тобто витримана умова наскрізної однорідності усіх етапів рішення.

Основний зміст роботи