Исследование возможности моделирования вибраций корпуса насоса из-за воздействия нестационарных гидродинамических сил

Увеличение срока службы и снижение шумности насосов является важным направлением современного насосостроения. Сделана попытка применения сопряженных расчетов для проверки правильности работы математической модели в качестве первого шага и для выявления главных частот вибраций корпуса насоса в дальнейшем. Для проведения сопряженных расчетов применен интерфейс FSI на границе раздела жидкой и твердой сред. Анализ полученных вибросигналов выполнен с помощью разложения в ряд Фурье для выделения основных паразитных частот в насосе, главной из которых, как ожидалось, будет являться лопаточная частота. Результаты расчетов подтвердили правильность работы математической модели для простейшей модели стакана, поведение которой можно легко объяснить. Математическая модель, испытанная на консольном и многоступенчатом насосах, показала хорошие результаты и позволила установить, что основной частотой вибраций является лопаточная частота.

Литература

[1] Protopopov A., Jakovich C. Compromise resource-efficiency curve for a centrifugal pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 492, art. 012034, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/492/1/012034

[2] Protopopov A., Mukhlaeva A., Tkachuk B. Resource efficiency compromise for centrifugal pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 589, art. 012005, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/589/1/012005

[3] Lomakin V.O., Chaburko P.S., Kuleshova M.S. Multi-criteria optimization of the flow of a centrifugal pump on energy and vibroacoustic characteristics. Procedia Eng., 2017, vol. 176, pp. 476–482, doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.347

[4] Valiev T., Petrov A. Simulation of non-stationary loads on the rotor of a pumping unit with an assembly pipeline. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 492, art. 012038, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/492/1/012038

[5] Zaytseva A., Protopopov A. Methodology for the comprehensive optimization of a centrifugal pump with a magnetic coupling. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012011, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012011

[6] Protopopov A., Makhlaeva A., Panya A. Determination of the coefficient of economic efficiency of frequency regulator. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012018, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012018

[7] Valyukhov S., Galdin D., Korotov V. et al. Profile optimization of the impeller blade of a low-speed centrifugal pump using surrogate modeling. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012023, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012023

[8] Shablovskiy A., Makhlaeva A., Shikova O. Obtaining of the optimal speed of the centrifugal pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012019, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012023

[9] Protopopov A., Makhlaeva A., Kaplenkova P. Predicted resource of the most loaded centrifugal pump bearing. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012017, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012017

[10] Kochetov A., Petrov A., Kuleshova M. Complex optimization of vaned stators of high-speed centrifugal pumps for thermal stabilization systems. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012054, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012054

[11] Protopopov A., Makhlaeva A., Kaplenkova P. Predicted resource of the most loaded centrifugal pump bearing. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012017, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012017

[12] Lomakin V., Valiev T., Chaburko P. Application of optimization algorithms to improve the vibroacoustic characteristics of pumps. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012044, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012044

[13] Kolodin I. Optimization of parameters of the pressure regulator with variable characteristic. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012046, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012046

[14] Averyanov A., Protopopov A. Mathematical modeling of a centrifugal pump with a spiral tap of simplified geometry with an open and closed wheel. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012048, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012048

[15] Britsin S., Ryabinin M., Sarach E. Calculation of the hydro-pneumatic suspension damper. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012033, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012033

[16] Saprykina M., Lomakin V. The calculation of multiphase flows in flowing parts of centrifugal pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012037, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012037

[17] Kasatkin M., Petrov A. Hydrodynamic modeling of cavitation in a multistage centrifugal pump during its operation in the constant feed mode with a change in the rotor speed of the pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012047, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012047

[18] Petrov A., Lysenko A., Isaev N. et al Optimal design of inlet device of multistage centrifugal pump. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 492, art. 012040, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/492/1/012040

[19] Isaev N., Budaev G., Danilov D. et al. Investigation of the influence of wear in impeller seals on the axial force in double suction pumps. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 779, art. 012051, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/779/1/012051

[20] Isaev N. The effect of design parameters of the closed type regenerative pump the energy characteristics. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 492, art. 012026, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/492/1/012026