Влияние надроторного устройства на напорные характеристики осевого насоса

Приведены результаты экспериментального исследования осевого насоса, оснащенного надроторным устройством с осевыми и наклонными проточками. Показано влияние их количества и длины на напорные характеристики осевого насоса. Насосы с осевыми рабочими колесами, как правило, имеют немонотонные напорные характеристики, что осложняет процесс их проектирования и регулирования. Обеспечение монотонно падающей напорной характеристики осевого насоса является одной из важнейших целей проектирования и оптимизации его конструкции. Форму напорной характеристики можно изменить с немонотонной на монотонно падающую путем установки надроторного устройства. Экспериментальным путем получены напорные характеристики осевого насоса c надроторным устройством. Проведен анализ полученных результатов. Выявлены оптимальные геометрические параметры надроторного устройства. Установлено, что оптимальные геометрические параметры надроторного устройства не оказывают отрицательного влияния на его коэффициент полезного действия, улучшают напорную характеристику, устраняя завал и изменяя форму напорной характеристики с немонотонной на монотонно падающую.
EDN: QVANMJ, https://elibrary/qvanmj

Литература

[1] Кивченко Г.И. Насосы и гидротурбины. Москва, Энергия, 1970. 448 с.

[2] Свобода Д.Г., Жарковский А.А. Проектирование осевых насосов с незападающей напорной характеристикой. Санкт-Петербург, Политех-Пресс, 2021. 182 с.

[3] Свобода Д.Г., Жарковский А.А. Влияние расчетных параметров на прогнозные интегральные характеристики осевого насоса с быстроходностью ns = 570. Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2013, № 4–1, с. 111–119.

[4] Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. Москва, Машиностроение, 1966. 364 с.

[5] Грянко Л.П., Папир А.Н., ред. Лопастные насосы. Ленинград, Машиностроение, 1975. 432 с.

[6] Зимницкий В.А., Умов В.А., ред. Лопастные насосы. Ленинград, Машиностроение, 1986. 334 с.

[7] Goltz I., Kosyna G., Delgado A. Eliminating the head instability of an axial-flow pump using axial grooves. Proc. Inst. Mech. Eng. A: J. Power Energy, 2012, vol. 227, no. 2, pp. 206–215, doi: https://doi.org/10.1177/0957650912466033

[8] Perez F.P., Kosyna G., Wulff D. Suppression of performance curve instability of an axial-flow pump by using a double-inlet-nozzle. Int. J. Rotating Mach., 2008, vol. 2008, art. 536850, doi: https://doi.org/10.1155/2008/536850

[9] Choi Y.D., Kurokawa J., Imamura H. Suppression of cavitation in inducers by J-grooves. J. Fluids Eng., 2007, vol. 129, no. 1, pp. 15–22, doi: https://doi.org/10.1115/1.2375126

[10] Goltz I., Kosyna G., Wulff D. et al. Structure of the rotor tip flow in a highly loaded single-stage axial-flow pump approaching stall: Part II — Stall inception — understanding the mechanism and overcoming its negative impacts. ASME Heat Transfer/ Fluids Eng. Summer Conf., 2004, no. HT-FED2004-56770, pp. 301–306, doi: https://doi.org/10.1115/HT-FED2004-56770

[11] Kosyna G., Goltz I., Stark U. Flow structure of an axial-flow pump from stable operation to deep stall. ASME 2005 Fluids Engineering Division Summer Meeting, 2005, no. FEDSM2005-77350, pp. 1389–1396, doi: https://doi.org/10.1115/FEDSM2005-77350

[12] Mu T., Zhang R., Xu H. et al. Study on improvement of hydraulic performance and internal flow pattern of the axial flow pump by groove flow control technology. Renew. Energ., 2020, vol. 160, pp. 756–769, doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.06.145

[13] Ткач П.Ю. Вплив надроторних елементів шнеку на кавітаційноерозійні якості шнекововідцентрового ступеня насоса. Дисс. … канд. тех. наук. Сумы, Сумський державний університет, 2018. 134 с.

[14] Анкудинов А.А., Зубов А.А., Мисягина Ю.Ю. Автоматизированный расчет и проектирование осевихревой ступени насоса. Калуга, Манускрипт, 2019. 54 с.

[15] Анкудинов А.А., Ващенко А.В. Перспективы применения осевихревой ступени в турбонасосах жидкостных ракетных двигателей. Вестник МАИ, 2021, т. 28, № 3, с. 17–23, doi: https://doi.org/10.34759/vst-2021-3-17-23