ЗБЕРЕЖЕННЯ САМООЧИЩУЮЧОГО ЕФЕКТУ У ВІЛЬНОВИХРОВОМУ НАСОСІ НА ПОЗАОПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМАХ РОБОЧОЇ ЗОНИ

Анотація

Представлено результати дослідження вільновихрового насоса з нерівномірною лопатевою системою, конструктивною особливістю якого є наявність розширених міжлопатевих каналів, що створюють умови для прояву самоочищуючого ефекту. На відміну від попередніх робіт, де було підтверджено дієвість цього ефекту у точці оптимальної подачі, у даному дослідженні проаналізовано поведінку насоса на позаоптимальних режимах робочої зони – 0,8Qопт (100 м³/год) та 1,2Qопт (150 м³/год). Чисельне моделювання виконано у середовищі ANSYS CFX із використанням тривимірних геометричних моделей та неструктурованих розрахункових сіток. Для кожного режиму визначено повні гідравлічні характеристики (напір та коефіцієнт корисної дії), а також проаналізовано розподіли тиску й швидкості у міжлопатевих каналах. Показано, що навіть за відхилення від оптимальної подачі енергетичні показники насоса з нерівномірною лопатевою системою відрізняються від стандартної конструкції не більше ніж на 2,5 м за напором і 1 % за ККД. Найважливішим результатом є підтвердження стійкості самоочищуючого ефекту в робочій зоні. У міжлопатевих каналах фіксується асиметрія розподілу тиску та локальні пульсації, які сприяють зсуву волокнистих включень із поверхні лопатей. Виявлено, що при підвищеній подачі інтенсивність пульсацій зростає, тоді як при зниженій подачі вони зберігають регулярність і забезпечують стабільне очищення. Таким чином, насос із нерівномірною лопатевою системою демонструє поєднання прийнятних енергетичних показників та здатності до самоочищення у всій робочій зоні, що робить його перспективним для застосування у системах водовідведення та промислових процесах, де надійність і довговічність обладнання мають вирішальне значення.