Повышение эксплуатационных качеств центробежных насосов на основе изменения гидродинамического взаимодействия рабочего потока с элементами проточной части

• Автор: Чернышев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ НАСОСНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
1.1. Особенности эксплуатации и требования, предъявляемые к насосному оборудованию в современных условиях
1.2. Анализ распределения и возможности снижения затрат на эксплуатацию насосного оборудования
1.3. Основные подходы повышения надежности и эффективности центробежных насосов
1.3.1. Пути совершенствования центробежных насосов на этапе разработки и изготовления
1.3.2. Пути совершенствования центробежных насосов на этапе эксплуатации
1.4. Повышение надежности и эффективности центробежных насосов на основе модификации поверхностей проточной части
1.5. Модернизация центробежных насосов на основе изменения гидродинамического взаимодействия потока и поверхностей проточной части
1.5.1. Применение поверхностно-активных ингибиторов коррозии для создания гидрофобных покрытий на поверхностях проточной
части центробежных насосов
1.5.2. Использование фторопласта для создания гидрофобных покрытий на поверхностях проточной части центробежных насосов
1.6. Постановка задач исследования
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГИДРОФОБНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
2.1. Оценка влияния гидрофобное поверхностей проточной
части на различные виды потерь в центробежных насосах

2.2. Модернизация центробежного насоса КМ 65-50-160 на основе изменения гидродинамического взаимодействия рабочего потока и элементов проточной части путем гидрофобизации поверхности
2.2.1. Особенности методики создания гидрофобного покрытия на основе поверхностно-активных ингибиторов коррозии
2.2.2. Особенности методики создания гидрофобного покрытия на
основе фторопласта
2.3. Экспериментальные исследования влияния гидрофобизации поверхностей РК на характеристики центробежного насоса
КМ 65-50
2.3.1. Энерго-кавитационный стенд МЭИ на базе центробежного насоса КМ 65-50
2.3.2. Методики измерения основных параметров
2.3.3. Оценка точности экспериментальных исследований
2.3.4. Испытания центробежного насоса КМ 65-50-160 при наличии гидрофобного покрытия на основе ПАИК на поверхностях РК
2.3.5. Испытания центробежного насоса КМ 65-50-160 при наличии
фторопластового гидрофобного покрытия на поверхностях РК
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ НА ГИДРОДИНАМИКУ ОБТЕКАНИЯ ПЛАСТИНЫ
3.1. Особенности исследований гидродинамических характеристик турбулентного пограничного слоя при продольном обтекании плоской пластины
3.2. Экспериментальные исследования влияния гидрофобизации поверхности на гидродинамические характеристики канонической области типа «пластина»
3.2.1. Характеристика гидродинамического лотка МЭИ открытого типа
3.2.2. Методика экспериментальных исследований обтекания пластины
3.2.3. Оценка точности определения сопротивления пластины

3.2.4. Исследование характеристик потока при обтекании пластины
с гидрофобной поверхностью
3.3. Расчетно-теоретические исследования канонической области
типа «пластина»
3.3.1. Применение программного комплекса «БЫлуУНшп» при исследовании гидродинамических процессов
3.3.2. Расчетная модель и граничные условия
3.3.3. Анализ расчетно-теоретических и экспериментальных исследований продольного обтекания плоской пластины
4. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГИДРОФОБНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
4.1. Анализ расчетно-теоретических методов исследования центробежных насосов
4.2. Характеристика 30 метода МЭИ и особенностей его применения
4.2.1. Особенности 30 метода МЭИ
4.2.2. Постановка трехмерной гидродинамической задачи 30 метода МЭИ
4.2.3. Математическая модель трехмерной гидродинамической задачи
4.3. Анализ характеристик центробежного насоса КМ 65-50-160 с использованием 30 метода МЭИ
4.4. Функциональное расширение 30 метода МЭИ по учету влияния гидрофобности поверхностей проточной части
4.4.1. Анализ возможностей и реализация расширения 30 метода
МЭИ по учету влияния гидрофобности поверхности
4.4.2. Расчетные исследования вязкого течения в лопастной системе центробежного насоса КМ 65-50-160 на основе 3-0 метода МЭИ при наличии гидрофобного покрытия
5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА КМ 100-80-160 ПРИ НАЛИЧИИ ГИДРОФОБНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТЯХ РАБОЧЕГО КОЛЕСА

реализовано в настоящее время только на небольших участках геометрически простых поверхностей [129].
Таким образом, изменение гидродинамического взаимодействия потока и поверхности проточной части в настоящее время технологически возможно реализовать лишь путем нанесения других материалов. В настоящее время создание покрытий, обеспечивающих повышенную гидрофобность поверхностей, имеющих сложную пространственную геометрию, представляет сложную для реализации задачу и является одним из сдерживающих факторов широкого применения такого подхода для совершенствования центробежных насосов.
1.5.1. Применение поверхностно-активных ингибиторов коррозии для создания гидрофобных покрытий на поверхностях проточной части центробежных насосов
При модернизации эксплуатирующегося насосного оборудования создание гидрофобных покрытий на основе технологий, реализация которых не требует дополнительной подготовки поверхности, является наиболее перспективными и конкурентоспособными. Среди таких технологических решений большой интерес представляет использование поверхностноактивных ингибиторов коррозии (ПАИК) [19, 27, 30, 31, 33, 34, 71, 98]. Технология применения ПАИК хорошо адаптирована [106] и широко внедряется [1] в «большой» энергетике для задач консервации оборудования в период простоев и ремонтов.
Существо технологии состоит в образовании наноструктурированного защитного слоя, состоящего из молекул ПАИК, которые, проникая к поверхности металла, выстраиваются в так называемый «частокол» Ленгмюра (рис 1.6), при этом формируется многослойное гидрофобное покрытие.