Расчет критических кавитационных запасов центробежных насосов

Авторы

Федосеев С. Ю.^1*, Тимушев С. Ф.^**, Кузнецов А. В.^2***, Панаиотти С. С.^3****

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия
2. Научно-производственное объединение «Гидромаш», ул.2-ая Мытищиская, 2, 129626, Москва, Россия
3. Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, ул. Баженова, 2, Калуга, 248000, Россия

*e-mail: it202mai@gmail.com
**e-mail: TimushevSF@mai.ru
***e-mail: 195008@mail.ru
****e-mail: panaiotti@post.ru

Аннотация

Одним из основных факторов, ограничивающих межремонтный ресурс работы центробежных насосов, является кавитационная эрозия лопастей рабочих колёс. В связи с этим предлагаются способы расчета кавитационного запаса, соответствующего началу кавитации и срыву. На основе опубликованных в литературе экспериментальных данных получены эмпирические формулы для коэффициента начальной кавитации. Кроме того выполнено моделирование трехмерного нестационарного турбулентного потока в рабочем колесе. Приме-нительно к прямой решетке пластин конечной толщины из уравнений расхода, энергии и количеств движения рассчитывается срывной кавитационный запас. Полученные данные обобщаются на случай круговой решетки центробежного рабочего колеса. Все это дает возможность обоснованно выбрать допускаемый кавитационный запас центробежного насоса.

Ключевые слова

центробежный насос, кавитационная эрозия, кавитационный запас, начало кавитации, кавитационный срыв

Библиографический список

1. Panaiotti S. S., Upendra Singh Rohatgi, Timushev S. F., Soldatov V. A., Chumachenko B. N. CFD Study of Prospective 1st Stage Centrifugal Impeller Design , Proceedings 5^th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference , 2007, San Diego, Сalifornia USA , 2007.
2. Minami Shungo, Kawaguchi Kyoji, Homma Tetsuto. Experimental Study on Cavitation in Centrifugal Pump Impellers. // Bulletin of JSME. 1960. vol. 3, no. 9, pp. 19- 29.
3. Петров В.И., Чебаевский В.Ф. Кавитация в высокооборотных лопастных насосах. М.: Машиностроение. 1982. 192 с.
4. Visser F.C. Some user experience demonstrating the use of computational fluid dynamics for cavitation analysis and head prediction of centrifugal pumps // ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting. Proceedings of ASME FEDSM’01. New Orleans, Louisiana. USA. 2001. — P. 1–6.
5. Schiavello B., Visser F.S. Pump cavitation — various NPSH criteria, NPSH margins, and impeller expactancy.24^th International Pump User Symposium, 2008.— P. 1 — 37.
6. Timushev S. F., Panaiotti S. S., , Soldatov V. A. Validation of Numerical, Procedure for Assessment of Centrifugal Pump Cavitation Erosion. // CD Proceedings of 25^th International Pump Users Symposium. Houston. Texas (USA) 23-26 Feb 2009. Proceedings. P. — 39 — 48.
7. Тимушев С. Ф., Федосеев С. Ю. Определение коэффициента начальной кавитации в центробежном насосе методом вычислительного эксперимента // Вестник МАИ, т. 19, № 1, 2012. — С. 89 — 93.
8. Руднев С.С. Кавитация в решетке профилей конечной толщины // Лопастные насосы. — Л.: Машиностроение, 1975. — С. 198 — 209.
9. Панаиотти С.С, Тазетдинов В.Г. Расчет и проектирование рабочих колес лопастных насосов с высокими параметрами. Математическое моделирование сложных технических систем: Сборник статей. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. — С. 88–101. (Труды МГТУ № 574).
10. Шапиро А.С., Панаиотти С.С., Артемьев А.А. Расчет всасывающей способности центробежных насосов // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2007, N. 9, С. 35 — 39.

Скачать статью