Отправить статью по E-mail Исследование кавитационных качеств передвижной насосной установки
- Авторы: Коньшин Д.С.1, Конькеев Е.М.2, Протопопов А.А.3, Петров А.И.3
-
Учреждения:
- СиЭнПи Рус
- Банк «Открытие»
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 17, № 1 (2023)
- Страницы: 17-24
- Раздел: Гидравлические и пневматические системы
- URL: https://bakhtiniada.ru/2074-0530/article/view/131452
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-321708
- ID: 131452
Цитировать
Аннотация
Введение. Во введении к статье обсуждаются публикации по теме кавитации, вибрации и шума в центробежных насосах, включая вопросы кавитационной эрозии рабочих колес.
Цель исследования — сравнение кавитационных свойств центробежного насоса передвижной насосной установки с предвключенным шнеком и без него методами гидродинамического моделирования (CFD).
Методы исследования. Рассмотрен расчет проточной части предвключенной ступени рабочего колеса, а также описана CFD-модель его гидродинамического моделирования. В CFD-модели использовались уравнения Навье-Стокса, осредненные по числу Рейнольдса, и уравнение неразрывности рабочей жидкости. Для моделирования кавитации применялась модель двухфазной жидкости.
Результаты. Представлены итоговые результаты расчетов, проведенные в указанных выше моделях. Были получены расчетные данные для насоса с рабочим колесом с предвключенной ступенью (шнеком) и без нее. Для рабочего колеса без шнека получен кавитационный запас 4,7 м, что является критическим для такого насоса. Для насоса с рабочим колесом с предвключенным шнеком получен кавитационный запас 1,7 м, что значительно лучше и позволяет продемонстрировать эффективность такого решения.
Заключение. Сформулированы требования о необходимости гидродинамического моделирования для подбора оптимальной проточной части центробежного насоса, для улучшения его кавитационных характеристик.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Дмитрий Сергеевич Коньшин
СиЭнПи Рус
Email: konmitya@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-3744-1224
магистр, специалист
Россия, МоскваЕвгений Максимович Конькеев
Банк «Открытие»
Email: evgeniikonkeev@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-4518-8783
магистр, специалист
Россия, МоскваАлександр Андреевич Протопопов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Автор, ответственный за переписку.
Email: proforg6@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6069-7730
SPIN-код: 4175-5118
канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика»
Россия, МоскваАлексей Игоревич Петров
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: alex_i_petrov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8048-8170
SPIN-код: 7172-0320
канд. техн. наук, доцент кафедры «Гидромеханика, гидромашины и гидропневмоавтоматика»
Россия, МоскваСписок литературы
- Handal I., Tkachuk V., Petrovand A., et al. Traditional methods for the design of radial-axial hydraulic turbines with verification in CFD simulation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012002. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012002
- Petrov A., Sinitsyna A. Obtaining the maximum permissible gas content at the inlet to the ESP by computational fluid dynamics modeling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012006. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012006
- Teplov O., Lomakin V. Improving the performance of a centrifugal vane pump by installing vortex generators on the suction surfaces of blades // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012012. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012012
- Kalinkin S., Petrov A. Investigation of the influence of the front end clearance on the parameters of a centrifugal pump with an open type impeller // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012014. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012014
- Saprykina M., Lomakin V. The calculation of multiphase flows in flowing parts of centrifugal pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012037. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012037
- Chaburko P., Kuznetsov A. Method for leakage measurement in the recirculation path of a hermetic pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012039. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012039
- Lomakin V., Valiev T., Chaburko P. Application of optimization algorithms to improve the vibroacoustic characteristics of pumps // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012044. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012044
- Aksenova E., Lomakin V., Cheremushkin V. Experimental study of cavitation resistance of restoring coatings // IOP Conference Series. Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012045. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012045
- Kasatkin M., Petrov A. Hydrodynamic modeling of cavitation in a multistage centrifugal pump during its operation in the constant feed mode with a change in the rotor speed of the pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. P. 012047. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012047
- Kang Y.Z., Feng C., Liu L.Z., et al. Comparison of three kinds of sensors used to identify the incipient cavitation // Sensor Review. 2018. Vol. 38, N 1. P. 13–20. doi: 10.1108/SR-05-2017-0078
- Khoo M.T., Venning J.A., Pearce B.W., et al. Nucleation effects on hydrofoil tip vortex cavitation // Proceedings of the 21st Australasian Fluid Mechanics Conference, AFMC 2018. Adelaide: Australasian Fluid Mechanics Society, 2018.
- Wan W., Liu B., Raza A. Numerical prediction and risk analysis of hydraulic cavitation damage in a high-speed-flow spillway // Shock and Vibration. 2018. Vol. 2018, N 1. doi: 10.1155/2018/1817307
- Li H., Li S. Research on the cavitation in the pilot stage of flapper-nozzle hydraulic servovalve with fluid-strnctnre interaction // IET Conference Publications. 2018. P. 783–786. doi: 10.1049/cp.2018.0106
- Bai F., Saalbach K., Wang L., et al. Investigation of impact loads caused by ultrasonic cavitation bubbles in small gaps // IEEE Access. 2018. Vol. 6. P. 64622–64629. doi: 10.1109/ACCESS.2018.2877799
- Tkachuk V., Navas H., Petrov A., et al. Hydrodynamic modelling of the impact of viscosity on the characteristics of a centrifugal pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 589, N 1. P. 012007. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012007
- Morozove E., Belov N., Cheremushkin V. Optimization of the radial chann of a centrifugal pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 589. P. 012008. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012008
- Martynyuk O., Petrov A. Optimization of the flow part of the pump for abrasive-containing liquids by hydrodynamic modeling methods // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 963, N 1. P. 012005. doi: 10.1088/1757-899X/963/1/012005
- Isaev N., Valiev T., Morozova E., et al. Optimization of a radial guide device with a no-vane transfer channel // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 589, N 1. P. 012009. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012009
- Boyarshinova A., Lomakin V., Petrov A. Comparison of various simulation methods of a two-phase flow in a multiphase pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 589, N 1. P. 012028. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012014
- Saprykina M., Lomakin V. The evaluation of the effect of gas content on the characteristics of a Centrifugal Pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 589, N 1. P. 012017. doi: 10.1088/1757-899X/589/1/012017
- Protopopov A., Bondareva D. On the issue of starting-up overheating of electric motors of centrifugal pumps // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 492, N 1. P. 012002. doi: 10.1088/1757-899X/492/1/012002
- Петров А.И., Протопопов А.А. Кавитационные испытания центробежного насоса: Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2022.
Дополнительные файлы
