Моделирование характеристик водокольцевых вакуумных насосов

Физическое и математическое моделирование характеристик водокольцевых вакуумных насосов имеет ряд особенностей. В качестве показателя эффективности используют изотермический коэффициент полезного действия, т. е. отношение мощности изотермического сжатия газа к затраченной мощности насоса. Описаны существующие методы гидравлического расчета насосных установок. Проведен анализ физических моделей и численных значений эмпирических коэффициентов. Представлен усовершенствованный алгоритм расчета водокольцевых вакуумных насосов различных производителей в рамках ранее разработанных моделей. В качестве примеров рассмотрены расчеты компрессорных машин, выпускаемых ЗАО «Беском» (ВВН1-3, ВВН1-6, ВВН1-12) и компанией ERSTVAK (ELRS-45, ELRS-57). Исходными данными для расчетов послужили результаты испытаний вакуумных насосов производителями, опубликованные в открытой печати. Приведены экспериментальные зависимости производительности, затраченной мощности и изотермического коэффициента полезного действия водокольцевых вакуумных насосов от давления всасывания. Полученные результаты позволяют повысить точность и достоверность прогнозирования количества перемещаемой жидкости или пара при работе насосной установки.

Литература

[1] Merkle U. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen: Oldtimer der Vakuumtechnik und dennoch hochaktuell. Vakuum in forschung und praxis, 2018, vol. 30, iss. 5, pp. 25–27, doi: 10.1002/ vipr.201800694

[2] Merkle U. Vacuum technology for the chemical industry process engineering – new developments — established principles. Vakuum in forschung und praxis, 2018, vol. 30, iss. 2, pp. 54–57, doi: 10.1002/vipr.201800679

[3] Rahimi-Ahar Z., Hatamipour M.S., Ghalavand Y. Experimental investigation of a solar vacuum humidification-dehumidification (VHDH) desalination system. Desalination, 2018, vol. 437, pp. 73–80, doi: 10.1016/j.desal.2018.03.002

[4] Prananto L.A., Juangsa F.B., Iqbal R.M., Aziz M., Soelaiman T.A.F. Dry steam cycle application for excess steam utilization: Kamojang geothermal power plant case study. Renewable energy, 2018, vol. 117, pp. 157–165, doi: 10.1016/j.renene.2017.10.029

[5] Кутья О.В. Преимущества эксплуатации вакуумных водокольцевых насосов. Вестник Харьковского национального технического университета сельского хозяйства, 2011, вып. 110, с. 69–73.

[6] Bodik I.S., Tishchenko A.B. Effect of impeller circum-ferential velocity on the specific power demand of water-ring vacuum pumps. Chemical and Petroleum Engineering, 1988, vol. 24, no. 6, pp. 289–290.

[7] Герасимова О.А., Карасева Т.Н., Радкевич Е.В. Экспериментальное исследование энергосберегающего привода водокольцевого вакуумного насоса. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, 2016, № 1(21), с. 168–181.

[8] Powle U.S., Kar S. Investigations on pumping speed and compression work of liquid ring vacuum pumps. Vacuum, 1983, vol. 33, no. 5, pp. 255–263, doi: 10.1016/0042-207X(83)90089-1

[9] Шилин В.А., Герасимова О.А. Теоретическое обоснование параметров и режимов работы водокольцевого вакуумного насоса. Вестник ВНИИМЖ, 2014, № 4(16), с. 70–76.

[10] Великанов Н.Л., Наумов В.А. Компрессорные машины вакуумных рыбонасосов. Рыбное хозяйство, 2018, № 6, с. 78–81.

[11] Kakuda K., Ushiyama Y., Obara S., Toyotani J., Matsuda S., Tanaka H., Katagiri K. Flow simulations in a liquid ring pump using a particle method. Computer Modeling in Engineering and Sciences, 2010, vol. 66, no. 3, pp. 215–226.

[12] Huang S., He J., Wang X., Qiu G. Theoretical model for the performance of liquid ring pump based on the actual operating cycle. International Journal of Rotating Machinery, 2017, art. ID 3617321, 9 p. URL: https://doi.org/10.1155/2017/3617321

[13] Pfleiderer C. Die Kreiselpumpe für Flüssigkeiten und Gase. Berlin-Göttingen-Heidelberg, Springer, 1961. 621 p.

[14] ЗАО «Беском». Водокольцевые вакуум-насосы и компрессоры. Руководство по эксплуатации. URL: http://servocompressor.ru/docs/vvn/vvn_vk.pdf (дата обращения 02 февраля 2019).

[15] ERSTVAK. Catalogs of the equipment. Water ring vacuum pumps. URL: http://www.erstvak. com/katalog/vodokolcevye-vakuumnye-nasosy.pdf (accessed 25 June 2018).