Развитие методов расчета элементов проточной части шнеко-центробежных насосов на основе двухмерных и трехмерных моделей течения

• Автор: Пугачев, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Основные условные обозначения

с1ВТ - относительный диаметр втулки;

двх - относительная толщина лопасти на входе;

ЬСР - относительная длина межлопастного канала;

Крш ~ коэффициент диаметра шнека;

4Дг- угол изогнутости лопастей шнека;

О22~ наружные диаметр и радиус рабочего колеса (РК);

£>/- диаметр горловины РК;

- диаметр на входе в направляющий аппарат (НА);

Б4 - диаметр выхода из НА;

Ьх - ширина канала рабочего колеса на выходе;

Ьз - ширина канала на входе в НА;
Ъ4 - ширина канала на выходе из НА;
53 - толщина входной кромки НА;
84 - толщина выходной кромки НА; алз - угол лопатки НА на входе;
адиф - угол раскрытия диффузорного участка канала НА;
Ъ - количество лопастей РК;
- количество лопаток ПК;
Zo - количество лопаток НА;
ао - диаметр вписанной окружности в канале между лопатками НА; М- число Маха; р - давление; р - плотность жидкости;
2-объемная подача;
Яном- номинальная объемная подача;
Н - напор;
Нт- теоретический напор; п - частота вращения; а - угловая скорость вращения;

- коэффициент быстроходности;

АН, А Икр - кавитационный запас и критический кавитационный запас; N - мощность;
/л - динамическая вязкость;
V - кинематическая вязкость; р - плотность;
гі - коэффициент полезного действия (КПД); и - окружная (переносная) скорость;
V - абсолютная скорость;
IV- относительная скорость; а- абсолютный угол потока;
/? - относительный угол потока;
Д,- геометрический угол лопасти;
8Л - толщина лопасти;
Ь - длина лопасти;
ср - угловая координата лопасти;
С,- коэффициент потерь ;
Г - температура;
Г|г - КПД гидравлический;
г| і„ - КПД внутренний механический;
Г]об - КПД объемный;
X - коэффициент моделирования;
Индексы:
“ПК” - предвключенное осевое колесо; “РК” - рабочее колесо;
“вх” - вход в лопастную систему; “вых” - выход из лопастной системы;

“ 1 ” - сечение перед входом на лопасти РК;
“2” - сечение за РК;
“3” - сечение на входе в направляющий аппарат (НА);
“4” - сечение на выходе из диффузора НА;
“л” - лопасть;
“ст” - параметр ступени насоса;
“г” - радиальная составляющая абсолютной скорости, например, V,г;
“и” - тангенциальная (окружная) составляющая скорости, например, Г„;
“ш” -меридианная составляющая (расходная) скорости, например Ут;
Сокращения:
ГУ - граничные условия;
ЛНА - лопаточный направляющий аппарат;
ЛС - лопастная система;
МКО - метод конечных объемов;
НА - направляющий аппарат;
ОВС - осевихревая ступень;
РК - рабочее колесо;
ПК - предвключенное колесо;
СК - спиральная камера;
АЭС - атомная электростанция;
КПД - коэффициент полезного действия;
ЛТ - линия тока;
ЛС - лопастная система;
САПР - система автоматического проектирования;
ММ - математическая модель;
“ГМ” - кафедра гидромашиностроения Санкт-Петербургского государственного политехнического университета;
“ПЗ “ - Открытое акционерное общество “Пролетарский завод”;
ПО - программное обеспечение.

стандартная к-с модель турбулентности. Для поверхностей с условием “стенка” в расчетах использовались масштабируемые функции стенки. Расчетная сетка -неструктурированная, ячейки сетки в ядре потока представляли собой тетраэдры. Вблизи входных и выходных кромок рабочего колеса производилось сгущение элементов. Вблизи твердых стенок для описания пограничного слоя было создано 11 слоев призматических элементов.
Рис. 2.2.1. Расчетная модель проточной части
На рис. 2.2.2 представлено распределение безразмерного параметра 7+ на стенках РК первой ступени. Полученное распределение 7+ подтверждает правильность выбора параметров расчетной сетки. Аналогичные величины 7+ были получены для остальных элементов проточной части.
На рис. 2.2.3 ч- 2.2.10 представлены донные линии тока на поверхностях стороны разрежения и стороны давления лопасти, основного и покрывающего дисков рабочего колеса, первой и промежуточной ступеней соответственно, полученные по