Термогидродинамика процессов в центробежном и поршневом насосах для жидкой двуокиси углерода и некоторых криогенных жидкостях

• Автор: Дудин, Юрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 223 c. : ил

1. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ

НА РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И КАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАСОСАХ

1.1. Современные представления о влиянии теплофизических свойств перекачиваемой среды на характеристики насосов
1.2. Анализ методов расчета и моделирования характе -ристик лопастных насосов при изменении теплофи -зических свойств перекачиваемой среды, конструктивных и режимных параметров насосов
1.3. Термогидродинамические особенности рабочего процесса в лопастных насосах на режимах недогрузки
1.4. Термогидродинамический анализ влияния свойств криогенных жидкостей на характеристики поршневых насосов

1.5. Выводы и постановка задач исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕШКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Конструктивные и технологические особенности экспериментального замкнутого циркуляционного контура
2.2. Методика проведения параметрических и балансовых испытаний центробежного насоса
2.3. Экспериментальный стенд для энергетических и кавитационных исследований серийного поршневого
насоса типа 22НСГ на жидкой двуокиси углерода
2.4. Методика параметрических испытаний поршневого насоса и снятия индикаторных диаграмм давления
и температуры в цилиндре насоса
2.5. Погрешности измерений основных параметров насо

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
3.1. Экспериментальное исследование рабочего процесса центробежной ступени на воде и жидкой COg
3.2. Экспериментальное исследование всасывающей способности центробежного насоса на жидкой COg
3.3. Исследование автомодельности режимов центробеж
ной ступени

3.4. Параметрические испытания серийного поршневого
насоса типа 22 НСГ на жидкой С02
3.5. Термогидродинамический анализ рабочего процесса в поршневом насосе на основании индикаторных диаграмм давления и температуры в цилиндре на
соса
4. ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ ДЛЯ ЩЦКОЙ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
4.1. Оценка всасывающей способности центробежных насосов нормальной быстроходности при перекачивании жидкой С02 в околокритической области параметров состояния
4.2. Термогидродинамическое моделирование характе -ристик центробежной ступени на режимах недо
грузки
4.3. Термогидродинамические характеристики процессов сжатия жидкой С02 в поршневом насосе и соотно
шения для оценки его кавитационных характеристик
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
С - кавитационный коэффициент быстроходности С.С.Руднева;
Ср - изобарная теплоемкость, кДж/кг*К;
С1 - диаметр поршня, мм;
13 - диаметр рабочего колеса, мм;
Д, (1,054,15?/Щп - приведенный диаметр входа в р.к., м; Ее- гидравлическое сопротивление системы, Дж/кг(м^/с^);
Ет- массовый напор лопастного насоса, Дж/кг(мрс^); двк- надкавитационное полное давление, Па;
-£ - частота, Гц;
- ускорение свободного падения, м/с ;
|-| - весовой напор насоса, м;
Н =С^Н/иа“ коэффициент напора; дЕ - кавитационный запас насоса, м;
<§ЬТ- термодинамическая поправка к кавитационному запасу, м;
Ь - удельная энтальпия, кДж/кг;
Кур - ~ср/сV показатель изоэнтропийного процесса;
Р - момент, Н*м;
N - мощность, кВт;
П - частота вращения вала или хода поршня, с“р П& “ коэффициент быстроходности;
показатель политропного процесса сжатия (расширения);
Р - давление, МПа;
Р.-Я-Р - давление поршневого насоса, МПа; д(^- гидравлические потери, МПа;
О - подача насоса, расход потока, мэ/с;
О =0/Оопт- относительная подача;
Цд = 0/0**- коэффициент нагрузки;
Р0»Рг>Рвт »Ртц - радиусы входа, выхода, втулки и щелевого уп -лотнения рабочего колеса, мм;

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Конструктивные и технологические особенности экспериментального замкнутого циркуляционного контура
Экспериментальное исследование влияния теплофизических свойств жидкой двуокиси углерода и воды на характеристики цент -робежного насоса проводилось на специально созданном замкнутом циркуляционном контуре высокого давления. Основные принципиаль -ные требования при создании экспериментального стенда к его элементам, компоновке, системам управления, защиты и измерения выполнены в соответствии с современными нормами и стандартами [33, 65,92,138]
Принципиальная гидравлическая схема стенда и схема измере -ния основных параметров представлены на рис. 2.1 и 2.2. Общий вид экспериментального насоса и модельных рабочих и "глухих" колес изображены на фото (рис.2.3).
Замкнутый контур выполнен из легированной нержавеющей стали ІХІ8Н9Т и рассчитан на следующие предельные параметры рабочего тела: давление до 17 МПа, температура до 623 К, подача до 16 дм3/с, мощность привода насоса 42 кВт и частота вращения вала насоса до 200 с“*. Экспериментальный стенд состоит из следующих основных систем: трубопроводной, включающей герметичные теплообменники и резервуары высокого давления; два расходомерных участка, запорную и регулирующую арматуру; силовой, состоящей из экспериментального одноступенчатого центробежного насоса консольного типа с системами привода, измерения крутящего момента и частоты вращения; контрольно-измерительной, удовлетворяющей требованиям современных норм и стандартов [33,92,І38І, системами охлаждающей воды, электро-, масло- и воздухоснабжения, вакууммирования и заправки.
Экспериментальный центробежный насос с рабочими колесами