МОДИФІКАЦІЯ РОБОЧОГО КОЛЕСА ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА ЗА ДОПОМОГОЮ САПР

Основний зміст сторінки статті

Наталія Григорівна Шевченко
Денис Віталійович Лебединець

Анотація

В даний час під час проектування гідравлічних машин широко використовується спеціалізоване програмне забезпечення. У роботі представлено огляд сучасних програм, що використовують систему автоматизованого проектування відцентрових насосів. Сучасний підхід до проектування відцентрових насосів ґрунтується на спільному вирішенні прямої та зворотної задач теорії робочого процесу в гідромашинах. Метою роботи є розробка робочого колеса відцентрового секційного насосу на такі параметри: об'єм рідини 6 м3 на годину та напір 140 м. Насос використовується для подачі нафтової сировини до рекуператорів малої дистиляційної установки МДУ-20 нафтопереробного заводу. У секційному насосі є можливість компонувати пакети робочих коліс різного виконання. Відсутність у відкритому доступі геометричних розмірів робочого колеса відцентрового секційного насоса на потрібні параметри ускладнює вибір ефективного режиму роботи. Тому задача проектування та дослідження робочих коліс насоса типу ВНС за допомогою САПР у програмному середовищі ANSYS CFD є актуальною. У роботі використовується вільна академічна версія ANSYS CFD. У роботі представлено опис основних етапів проектування та дослідження відцентрового насоса. За струминною класичною теорією та результатами розрахунку в програмі Vista CPD були проаналізовані та обрані геометричні розміри та кінематичні параметри насоса. Загальний ККД насоса на попередньому етапі проектування сягає 50 %. На другому етапі вирішується пряма задача комп'ютерного 3D моделювання у програмному середовищі Ansys CFX – визначення гідродинамічних та енергетичних характеристик насоса. У роботі представлено результати чисельного дослідження трьох варіантів робочого колеса насоса, які використовуються для прогнозування режиму ефективної роботи відцентрового насоса.

Блок інформації про статтю

Розділ
Фундаментальні дослідження
Біографії авторів

Наталія Григорівна Шевченко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент кафедри «Гідравлічні машини ім. Г. Ф. Проскури»

Денис Віталійович Лебединець, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Магістрант кафедри «Гідравлічні машини ім. Г. Ф. Проскури»

Посилання

Drankovs'kyy V. E., Myronov K. A., Tyn'yanova I. I., Ryezva K. S., Krupa Ye. S., Kukhtenkov Yu. M. Matematychne modelyuvannya robochoho protsesu hidromashyn: monohrafiya [Mathematical modelling of the hydraulic machine workflow]. Kharkiv, NTU ''KhPI'' Publ., 2022. 406 p. Available at: http://repository.kpi. kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/56895/1/Monograph_2022_Drankov skyi_Matematychne_modeliuvannia.pdf (accessed 26.07.2023).

Krupa Y., Demchuk R., Volobuiev A., Kis S. Comparative analysis of software systems for hydraulic turbine flow simulation. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2023, no. 1, pp. 49–55. doi: 10.20998/2411-3441.2023.1.08

Rusanov A. V., Hnesin V. I., Khoryev O. M., Zhandkovski R., Kolodyazhna L. V., Kos'yanova A. I., Kos'yanov D. Yu., Pashchenko N. V., Rusanov R. A., Sukhorebryy P. M., Chuhay M. O. Naukovo-tekhnichni osnovy modelyuvannya i proektuvannya protochnykh chastyn enerhetychnykh turboustanovok [Scientific and technical basis of modeling and design of flow parts of power turbine installations]. Kharkiv, Instytut problem mashynobuduvannya im. A. M. Pidhornoho Publ., 2019. 384 p.

Rusanov A. V., Subotin V. H., Khoryev O. M, Bykov Yu. A., Korotayev P. O., Ahibalov Ye. S. Vlyv prostorovoyi formy lopatey robochykh kolis nasos-turbiny na kharakterystyky potoku v turbinnomu rezhymi [Effect of spatial shape of pump-turbine impeller blades on flow characteristics in turbine mode]. Journal of Mechanical Engineering. 2022, vol. 25, no. 4. Available at: https://journal-me.com/wp-content/uploads/2023/01/2022_4_1_ukr.pdf (accessed 26.07.2023).

Shevchenko N. H., Ivashchenko V. Yu., Rublevs'kyy Ye. Yu., Zakora O. O. Proektuvannya vidtsentrovoho nasosa za dopomohoyu prohramnoho zabezpechennya AxSTREAM® [Centrifugal pump design using AxSTREAM® software]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2022, no. 1, pp. 72–77. doi: 10.20998/2411-3441.2022.1.11

VistaTM CPD – centrifugal and mixed-flow pump preliminary design. Available at: https://www.pcaeng.co.uk/content_uploads/ Factsheet_No.6_vista_cpd_highres.pdf (accessed 28.07.2023).

Ansys Student – Free Software Download. Available at: https://www.ansys.com/academic/students/ansys-student (accessed 28.07.2023).

ANSYS CFX Tutorials 2021. Available at: https://studylib.net/ doc/25536336/ansys-cfx-tutorials-2021-r1 (accessed 30.05.2023).

Nasosy. Promyslova hrupa Gidromash [Pumps. Industrial group Gidromash]. Available at: https://gidromash.ua/ru/prom/ mnogostupenchatie_gorizontalnie_nasosi/cnsg 1cnsg acnsg/mno gostup_cnsg_1cnsg_acnsg.html (accessed 26.07.2023).

SLEMZ. Kataloh [SLEMZ. Catalogue]. Available at: https://konsolnik.com.ua/nasosy-sektsionnye-tsns-tsnsg/ (accessed 27.07.2023).

Kocaaslan O., Ozgoren M., Aksoy M. H., Babayigit O. Experimental and Numerical Investigation of Coating Effect on Pump Impeller and Volute. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2016, vol. 9, no. 5, pp. 2475–2487. doi: 10.18869/ acadpub.jafm.68.236.25094

Alawadhi K., Alzuwayer B., Mohammad T. A., Buhemdi M. H. Design and Optimization of A Centrifugal Pump for Slurry Transport Using Response Surface Method. Machines. 2021, vol. 9, no. 60. doi: 10.3390/machines9030060

Rogovyi A. S., Azarov A. S., Demchuk R. M. Udosoknalennya kharakterystyk robochoho kolesa vysokonapirnoho vidtsentrovoho kompresora proektuvannyam za dopomohoyu SAPR [Improving characteristics of the impeller of a high-pressure centrifugal compressor by designing with the help of CAD]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2023, no. 1, pp. 25–30. doi: 10.20998/2411-3441.2023.1.04

Rzhebayeva N. K., Rzhebayev E. Ye. Rozrakhunok i konstruyuvannya vidtsentrovykh nasosiv [Calculation and design of centrifugal pumps]. Sumy, SumDU Publ., 2009. 220 p.