Численное моделирование колебательных процессов в двухступенчатых центробежных насосах

• Автор: Писарев, Павел Викторович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ,

ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМАМ ИДЕНТИФИКАЦИИ И РАСЧЕТА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СВОБОДНЫХ ОБЪЕМАХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ

1.1 Проблема возникновения колебательных процессов

в двухступенчатых центробежных насосах

1.2 Отечественные исследования колебательных процессов

в центробежных насосах

1.3 Исследования колебательных процессов в центробежных насосах зарубежных авторов

1.4 Особенности гидродинамики двухступенчатых центробежных насосов
1.5 Численное моделирование пульсаций давлений
1.6 Обзор программных комплексов инженерного анализа гидродинамических процессов
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ПОДГОТОВКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО РАСЧЕТУ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДВУХСТУПЕНЧАТОМ ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ, С УЧЕТОМ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СТУПЕНЕЙ
2.1 Разработка физической модели
2.2 Разработка математической модели
2.3 Выбор метода решения
2.4 Разработка и описание твердотельных и сеточных моделей

2.5 Разработка и описание граничных условий
2.6 Обеспечение сходимости и устойчивости счета
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДВУХСТУПЕНЧАТОМ ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ, С УЧЕТОМ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СТУПЕНЕЙ
3.1 План проведения вычислительных экспериментов
3.2 Влияние конструктивного оформления входа в соединительный канал и параметров потока на колебательные процессы свободном
объеме первой ступени двухступенчатого центробежного насоса
3.3 Описание кинограммы колебательных процессов в двухступенчатом центробежном насосе
3.4 Влияние угла установки колес на колебательные процессы в двухступенчатом центробежном насосе
3.5 Влияние отношения расходов на колебательные процессы в двухступенчатом центробежном насосе
3.6 Влияние длины соединительного канала на колебательные процессы в двухступенчатом центробежном насосе
3.7 Влияние скорости вращения на колебательные процессы в двухступенчатом центробежном насосе
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ ПО ОЦЕНКЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДВУХСТУПЕНЧАТОМ ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ, С УЧЕТОМ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СТУПЕНЕЙ. СРАВНЕНИЕ С ЧИСЛЕННЫМИ РЕШЕНИЯМИ И
РЕЗУЛЬТАТАМИ ФИЗИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1 Сравнение результатов вычислительных экспериментов
в ANSYS CFXn Flow Vision НРС
4.2 Сравнение результатов вычислительных и физических
экспериментов
4.3 Сравнительный анализ результатов вычислительных экспериментов по Моделям 2 и
4.4 Разработка инженерных методик по оценке колебательных процессов в двухступенчатом центробежном насосе, с учетом совместной работы первой и второй ступеней
4.4.1 Разработка инженерной методики проведения вычислительных экспериментов по оценке колебательных процессов в двухступенчатом центробежном насосе, с учетом совместной работы первой
и второй ступеней
4.4.2 Разработка инженерной методики по проведению оперативной оценки амплитуды колебательных процессов в соединительных каналах на базе программ для ЭВМ «Фаза-1» и «Фаза-2»
4.5 Рекомендации по снижению пульсаций давления в свободных объемах двухступенчатого центробежного насоса
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

попадает в отвод. Отвод предназначен для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, и преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, в частности, в энергию давления. Указанное выше преобразование энергии должно происходить с минимальными гидравлическими потерями, что достигается специальной формой отвода.
Вместе с тем, в двухступенчатом ЦН крыльчатки первой и второй ступеней являются источниками колебательных процессов. Эти процессы протекают одновременно и связаны гидравлически. Результат наложения этих колебаний будет зависеть от синхронизации колес между собой, длины соединительного канала и свободных объемов первой и второй ступеней.
Гидродинамические процессы осложняются тем, что они протекают на фоне вибрационных, кавитационных, тепловых явлений, а так же двухфазностью потока, наличием примесей, условиями окружающей среды, влиянием технологических факторов [79-81].
Комплексное исследование с учетом всех факторов в настоящее время представляется затруднительным. В настоящей работе проводиться исследование гидродинамики, с учетом взаимовлияния первой и второй ступеней.
1.5 Численное моделирование пульсаций давлений.
Экспериментальное моделирование гидродинамических процессов в высокооборотных насосов затруднено в связи с высокой стоимостью испытаний, ограниченным ресурсом ряда типов насосов, опасностью ослабления конструкций при установке датчиков.
Поэтому широкое распространение при исследовании при исследовании гидродинамических процессов получил эксперимент численый.
В разное время численным моделированием колебательных процессов в центробежных насосах занимались: