Поля характеристик контрроторних ступенів гідромашин

Abstract

Досліджено два контрроторні ступені з різними решітками лопатевих дисків насосів. За допомогою програмного комплексу ANSYS CFX визначено поля напірно-енергетичних характеристик ступенів з і без підрізаних лопатей. Відповідно до рекомендацій практики моделювання енергетичних характеристик насосного обладнання, в програмному комплексі прийнято відхилення 5 % між фізичним та числовим моделюваннями. Досліджено два типи ступенів за конфігурацією конструкції: перший – вузьколопатевий, другий – широколопатевий. Перший етап дослідження полягав у визначенні робочої точки обох контрроторних ступенів та побудові напірно-енергетичних характеристик. Ці характеристики включали зміни напору, потужності та коефіцієнта корисної дії в залежності від подачі насосного обладнання. Другий етап дослідження включав визначення напірно-енергетичних характеристик та робочої зони контрроторних ступенів з підрізаними лопатями на 15 %. Це дозволило передбачити можливе зниження напірних характеристик ступенів, отримати додаткові характеристики ступенів з підрізаними лопатями та розширити можливість моделювання роботи відповідного насосного обладнання у ширшому діапазоні напірних характеристик ступенів. За результатами дослідження отримано робочі точки для побудови енергетичних характеристик, де можливий робочий процес ступенів з різною геометрією (з можливістю підрізки лопатевого колеса до 15 %). Створено поле характеристик, що дозволяє регулювати напірність ступеня за допомогою підрізки. Перший ступінь показав гарні результати при невеликих подачах, у відміну від другого, який проявив себе гірше як у напірності, так і в енергоефективності. Встановлено, що не всі контрроторні ступені можна регулювати за допомогою підрізки лопатевого колеса, оскільки це впливає значно більше на напірно-енергетичні характеристики насосного обладнання, ніж звичайне обладнання. У роботі значення характеристик контрроторних ступенів були обчислені без врахування відвідного пристрою, що може суттєво вплинути на енергетичні характеристики обладнання. Тому наступним етапом досліджень буде створення спірального відводу на базі розроблених ступенів та проведення повноцінних досліджень контрроторних ступенів з відводом, з подальшим порівнянням отриманих енергетичних характеристик відповідних варіантів обладнання.