Модель втрат у комбінованому відводі відцентрового насоса

Abstract

У статті проаналізовано результати досліджень комбінованих відводів відцентрових насосів. Практично всі сучасні дослідження проведені з використанням чисельного моделювання течії, що дозволяє отримувати як диференційні, так і інтегральні характеристики робочого процесу, який має місце в комбінованому відводі. Порівняння результатів чисельного моделювання з результатами фізичного дослідження показує добре співпадіння. У статті описано дослідження робочого процесу в комбінованому відводі відцентрового ступеня з боковою кільцевою камерою. За допомогою чисельного дослідження виконано аналіз течії на виході із напрямного апарата і в кільцевій камері. На базі рівнянь Бернуллі та рівняння зміни моменту кількості руху, та враховуючи особливості робочого процесу в комбінованому відводі, розроблена математична модель для оцінювання втрат у комбінованому відводі відцентрового насоса середньої швидкохідності. За результатами чисельного моделювання течії визначені сукупні гідравлічні втрати в комбінованому відводі відцентрового ступеня насоса, а також визначені втрати в окремих компонентах комбінованого відводу. Результати чисельного дослідження порівняні з результатами розрахунку втрат з використанням розробленої математичної моделі. Максимальне відхилення результатів складає 4% від напору ступеня. Представлена в статті математична модель дозволяє на стадії проектування виконувати оцінку втрат в комбінованому відводі і як наслідок – оцінку величини ККД відцентрового ступеня.The article analyzes the results of studies of combined outlet of centrifugal pumps. Almost all modern studies are carried out using numerical simulation of the flow, which allows obtaining both differential and integral characteristics of the working process that takes place in the combined outlet. Comparison of the results of numerical simulation with the results of physical research shows good agreement. The article describes the study of the working process in the combined outlet of a centrifugal stage with a side annular chamber. Using numerical research, an analysis of the flow at the outlet of the guide vane and in the annular chamber was performed. Based on the Bernoulli equations and the equation of change in momentum, and taking into account the features of the working process in the combined outlet, a mathematical model has been developed to estimate losses in the combined outlet of a medium specific speed centrifugal pump. Based on the results of numerical flow modeling, the total hydraulic losses in the combined outlet of the centrifugal stage of the pump were determined, as well as losses in individual components of the combined outlet. The results of the numerical research were compared with the results of calculating losses using the developed mathematical model. The maximum deviation of the results is 4% of the stage head. The mathematical model presented in the article allows, at the design stage, to estimate losses in the combined outlet and, as a result, to estimate the efficiency of the centrifugal stage.