Исследование влияния гидрофобности поверхностей элементов проточной части на эксплуатационные качества и отдельные виды потерь центробежных насосов

• Автор: Хованов, Георгий Петрович
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 350 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИИ, ПУТИ И СПОСОБЫ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1.1. Причины снижения эксплуатационных качеств насосного оборудования функционирующего в сетях различных технологических циклов
1.2. Современные способы повышения надежности и энергоэффективности эксплуатирующегося и вновь разрабатываемого насосного оборудования
1.2.1. Повышение надежности и эффективности на этапе проектирования и изготовления
1.3. Повышение надежности и эффективности центробежных насосов на основе модификации поверхностей проточной части
1.4. Модернизация центробежных насосов на основе изменения
гидродинамического взаимодействия потока и поверхностей проточной части
1.4.1. Применение поверхностно-активных веществ для создания гидрофобных покрытий на поверхностях проточной части центробежных насосов
1.4.2. Использование фторопласта для создания гидрофобных покрытий на поверхностях проточной части центробежных насосов
1.5. Постановка задач исследования
2. СТЕПЕНЬ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ НА
ХАРАКТЕР ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ОБТЕКАНИЯ
КАНОНИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ ТИПА «ПЛАСТИНА» ПРИ НАЛИЧИИ ГИДРОФОБНЫХ СВОЙСТВ
2.1. Существующие типы и способы реализации гидрофобных свойств
поверхности
2.2. Особенности формирования поверхности с гидрофобными свойствами для канонической области течения типа пластина
2.3. Оборудование и методика оценки состояния поверхности до и после модификации на основе ПАВ

2.4. Экспериментальное исследование влияние структуры поверхности при наличии гидрофобных свойств при обтекании канонической области типа «пластина»
2.4.1. Характеристика гидродинамического лотка НИУ «МЭИ» открытого типа
2.4.2. Методика экспериментальных исследований обтекания пластины
2.4.3. Оценка точности определения сопротивления пластины
2.4.4. Исследование характеристик потока при обтекании пластины с измененной
структурой поверхности и гидрофобностью
2.5. Расчетно-теоретические исследования канонической области с различными способами модификации поверхности
2.5.1. Применение программного комплекса «Ри'УЫоп» при исследовании гидродинамических процессов
2.5.2. Расчетная модель и граничные условия
2.5.3. Анализ расчетно-теоретических и экспериментальных исследований
продольного обтекания плоской пластины
3. ВЛИЯНИЕ ГИДРОФОБНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА И ОТДЕЛЬНЫЕ ВИДЫ ПОТЕРЬ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
3.1. Основные виды потерь энергии и влияние гидрофобизации элементов проточной части в центробежных насосах
3.2. Технологические основы повышения энергоэффективности и надежности центробежных насосов на основе модернизации элементов проточной части фторопластом и по ПАВ-технологии
3.2.1. Особенности модернизации эксплуатирующегося оборудования по ПАВ-технологии
3.2.2. Особенности модернизации эксплуатирующегося оборудования на основе фторопласта
3.2.3. Оборудование и этапы реализации модернизации эксплуатирующихся центробежных насосов по ПАВ-технологии
3.2.4. Технологический комплекс и этапы реализации модернизации эксплуатирующихся центробежных насосов на основе фторопласта
3.2.5. Измерительно-диагностический комплекс оценки качества реализованной модернизации по ПАВ-технологии и на основе фторопласта эксплуатирующихся
центробежных насосов
3.3. Экспериментальные исследования влияния гидрофобизации
функциональных поверхностей элементов проточной части на энергетические,

кавитационные, виброакустические и термографические качества и характеристики центробежного насоса КМ
3.3.1. Энерго-кавитационный стенд НИУ «МЭИ» на базе центробежного насоса КМ
3.3.2. Методики измерения основных параметров на энерго-кавитационном стенде НИУ «МЭИ»
3.3.3. Оборудование, методика и результаты проведения виброакустических исследований центробежного насоса
3.3.4. Оборудование и методика проведения термографических исследований центробежного насоса
3.3.5. Оценка точности экспериментальных энергетических и кавитационных исследований
3.3.6. Испытания центробежного насоса КМ 65-50-160 при дискретной модификации элементов проточной части по ПАВ-технологии
3.3.7. Испытания центробежного насоса КМ 65-50-160 при наличии дискретной модификации элементов проточной части на основе фторопласта
3.4. Экспериментальные исследования влияния гидрофобизации
функциональных поверхностей элементов проточной части на энергетические качества центробежных насосов в широком диапазоне коэффициента быстроходности и различного конструктивного исполнения
3.4.1. Описание энерго-кавитационного стенда ЗАО «ПОМПА»
3.4.2. Методика проведения экспериментальных исследований и оценка точности250
3.4.3. Результаты экспериментальных исследований
3.5. Промышленная апробация модернизации по ПАВ-технологии центробежных насосов эксплуатирующихся в сетях водоснабжения и канализации
3.5.1. Промышленная апробация модернизации центробежного насоса
функционирующего в системе перекачки сточных вод на канализационной станции МП «Щелковский водоканал»
3.5.2. Промышленная апробация модернизации центробежного насоса
функционирующего в дренажной системе ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго»
3.6. Промышленная апробация и оценка стойкости модернизации по ПАВ-технологии в условиях реальной эксплуатации на теплоэнергетическом объекте
3.6.1. Особенности экспериментальных исследований центробежных насосов в условиях реальной эксплуатации
3.6.2. Исследование режимов эксплуатации насоса КМ 100-80-160 до модернизации279
3.6.3. Влияние гидрофобного покрытия на поверхностях РК на эксплуатационные качества насоса КМ

покрытия на основе полимерных материалов. На рис. 1.2 представлен корпус центробежного насоса после восстановления с использованием металлополимерного покрытия, дополнительно обеспечивающего снижение шероховатости поверхности.
Рис. 1.2. Корпус насоса с внутренним покрытием на основе металлополимерного материала (Ве1гопа)
Все более широкое распространение в машиностроении получают покрытия на основе ионно-плазменного напыления. В МЭИ адаптирован и прошел существенные совершенствования способ получения ионноплазменных покрытий из нитридов и карбидов переходных металлов IV - VI групп периодической системы Менделеева, который приобретает все большее распространение для повышения износостойкости изделий, подвергающихся сильному эрозионному воздействию [78, 99, 107].