Влияние конструктивных параметров вихревого насоса на его энергетические характеристики

• Автор: Жданов, Игорь Леонидович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Условные обозначения и индексы
Глава 1. Разработка физической модели течения жидкости в каналах вихревого насоса
1.1. Анализ научно-технической литературы
1.2. Разработка физической модели течения идеальной жидкости в вихревом насосе
1.2.1.Течение идеальной жидкости в вихревом насосе с
боковым рабочим каналом (БК)
1.2.2.Течение идеальной жидкости в вихревом насосе с
периферийно-боковым рабочим каналом (ПБК)
1.2.3.Течение идеальной жидкости в вихревом насосе с
периферийным рабочим каналом (ПК)
1.3 .Особенности течения реальной жидкости в каналах вихревого насоса
Глава 2. Математическое моделирование течения жидкости в каналах вихревого насоса
2.1. Описание метода расчета
2.2. Описание расчетной модели вихревого насоса
2.3. Результаты анализа течения жидкости в каналах вихревого насоса
2.3.1.Распределение давления в боковом канале
2.3.2.Распределение давления в рабочем колесе
2.3.3 .Эпюры скоростей по тракту вихревого насоса
2.3.4.Сравнение результатов математического

моделирования течения жидкости в каналах вихревого насоса с опытными данными
Глава 3. Экспериментальное исследование модельных вихревых насосов
3.1. Описание экспериментальной установки, методики проведения испытаний и метода обработки результатов испытаний
3.1.1. Схема установки и система измерений
3.1.2.Методика проведения испытаний
3.1.3.Метод обработки результатов испытаний
3.2. Описание исходного вихревого насоса
3.3.Исследование влияния неподвижных рабочих каналов и их относительных размеров на энергетические параметры насоса
3.3.1.Исследование влияния геометрических размеров
периферийного рабочего канала (ПК) на параметры вихревого насоса с периферийно- боковым каналом (ПБК)
3.3.2.Исследование влияния боковой части неподвижного рабочего канала (БК) на параметры вихревого насоса с периферийно- боковым каналом (ПБК)
3.4. Влияние угловой скорости вращения на энергетические характеристики вихревого насоса
3.5. Влияние безразмерных параметров вихревого насоса на его энергетические характеристики
Глава 4. Рекомендации по выбору проточной части и
геометрических параметров вихревого насоса
Заключение
Список литературы
Условные обозначения и индексы
Н- напор, Дж/кг Л - КПД, % р- плотность, кг/м3 Б- площадь сечения, м2
II- радиус, м
g - ускорение свободного падения, м/с2 с - абсолютная скорость движения жидкости, м/с XV - относительная скорость движения жидкости, м/с и - окружная скорость движения жидкости, м/с С>- объемный расход жидкости, м3/с
0 - диаметр, м
ю - частота вращения , рад/с Р - угол установки лопатки , °
1 - время, с
р- давление, Па
п-частота вращения рабочего колеса, об/мин ф- текущий центральный угол, °

Н=—- - коэффицент напора,

сю приведенная скорость на входе в насос,
п5 - коэффициент быстроходности Индексы
т - меридиональная составляющая скоростей и проекций сечений и - окружная составляющая скоростей
1- вход в рабочее колесо
2- выход их рабочего колеса БИП- бортовой источник питания ПЕР- перемычка бокового канала

ячейку рабочего колеса, и чем эффективнее раскрутка потока в боковом канале.
Из разработанных картин течения идеальной жидкости в вихревых насосах с различным расположением НРК, можно сделать следующие выводы:
- теоретический напор насоса ЕНт — к „ Нг! зависит от количества элементарных ступеней насоса;
- доля скоростного напора преобразованного в статический напор в боковом канале существенно влияет на напор всего насоса, поэтому в НРК необходимо уменьшение закрутки ( с и,о
- число элементарных ступеней зависит от расположения и геометрических размеров НРК влияющих на расходную с m и радиальную с г составляющую скорости течения жидкости;
- для течения идеальной жидкости число элементарных ступеней для насоса с БК к „ . (2л R ср - и) / [2 (а / с „) + Ь/ с, 7], для насоса с ПБК к „ = (2лR ep - а) /[2 (а / с m7) + d / ст7 +Ь/ crg + e/ с г6 ], для насоса с ПК к „ _ (2лR ср - а)/2 (а / с г6);
- форма НРК существенно влияет на напор вихревого насоса, оптимальной формой НРК является периферийно-боковая форма, благодаря преобразованию в периферийной части РК скоростного напора в статический напор.
1.3.0собенности течения реальной жидкости в каналах вихревого насоса
Для реальной жидкости в областях, где поток изменяет направление своего движения, возникают отрывные и застойные зоны (рис. 1.11а) при ударном натекании (больших углах атаки) потока на входные кромки лопаток рабочего колеса, в углах на периферии рабочего колеса, когда поток встречает верхнюю стенку и поворачивает на выход из ячейки