Введение
1. Экспериментальные исследования и модель течения в ступени центробежного насоса
1.1. Объекты исследования 37
1.2. Стенды, аппаратура, методика исследований
1.2.1. Количественные методы исследования течения І0
1.2.1.1. Аэродинамический стенд и применяемые приборы
1.2.1.2. Методика экспериментальных исследований 4б
1.2.1.2.1. Абсолютное движение 4G
1.2.1.2.2. Относительное движение &8
1.2.2. Визуальные исследования на воде 5
1.3. Течение в рабочем колесе : 52.
1.3.1. Структура потока на входе и выходе РК .51
1.3.2. Течение в ядре потока 56
1.3.3. Пограничный слой в РК 70
1.3.3.1. Измерения микрозондами 70
1.3.3.2. Визуальные исследования в ПС на водяном стенде 73
1.3.4. Потери в РК 78
1.3.5. Взаимное влияние РК и МКО 90
1.3.6. Физическая модель течения в РК 96
1.4. Течение в малоканальном отводе 39.
1.4.1. Течение в ядре потока
1.4.2. Визуализация течения в ПС
1.4.2.1. МКО с непрерывной зоной перевода потока
1.4.2.2. МКО со ступенчатой зоной перевода потока
1.4.3. Физическая модель течения в МКО
1.5. Течение в спиральном отводе
1.6. Физическая модель течения в ступени ЦН
2. Методы расчета течения идеальной жидкости
2.1. Квазитрехмерные методы //к
2.1.1. Расчет осесимметричного меридианного потока в РК
2.1.1.1. Равноскоростной поток //6
2.1.1.2. Потенциальный поток //В
2.1.1.3. Вихревой поток. /2d
2.1.1 4; Сравнение различных форм меридианного потока /2.4
2.1.2. Расчет поля скоростей в межлопастном канале РК на поверхности тока методом особенностей /Z8
2.1.3. Возможность применения квазитрехмерных методов для расчета течения в неподвижных элементах ступени (МКО) /37
2.2. Расчет трехмерного потенциального течения с использованием метода конечных элементов /М
2.2.1. Существующие подходы /38
2.2.2. Постановка задачи расчета трехмерного течения в РК /39
2.2.3. Построение линий тока ІМ
2.2.4. Аппроксимация разрывной в КЭ функции потенциала скорости
2.2.5. Условия схода потока с выходной кромки РК /М-.
2.2.6. Результаты расчетов трехмерного потенциального течения в РК лопастных турбомашин различного типа /.47
2.2.7. Методика расчета трехмерного потенциального течения в малоканальном отводе /59
2.2.8. Расчетное исследование трехмерного невязкого течения в МКО /Г/
3. Методы расчета течения вязкой жидкости в проточной части ступени
3.1. Уравнения движения вязкой среды в межлопастных каналах
3.2. Расчет пространственного пограничного слоя (ППС) на ограничивающих дисках РК 65
3.2.1. Уравнения движения в ППС на ограничивающих дисках /6Ї
3.2.2. Уравнения импульсов ППС І6В
3.2.3. Расчет с постоянным значением формпараметра Н І67
3.2А. Расчет ППС на ограничивающих дисках с переменным значением формпараметра 69
3.3. Расчет ППС на лопастях РК І.ЯО
3.3.1. Существующие методы расчета 190
33.2. Расчет ППС на лопасти, как на произвольной вращающейся поверхности с учетом ВТ с дисков 136
3.3.2.1. Уравнения ППС на лопасти произвольной формы ZcZ
3.3.2.2. Математическое моделирование взаимодействия ППС на ограничивающих дисках и лопастях РК 2.0G
3.3.2.3. Интегральные соотношения импульсов ППС ZlO
3.3.2.4. Численное решение и примеры расчетов til
3.4. Расчет течения в следе у стороны разрежения (СР) лопасти РК 2.2.0
3.4.1. Квазитрехмерная схема определения положения линии отрыва ППС на СР лопасти
3.4.2. Расчет течения в низкоэнергетической зоне (следе) вдоль СР лопасти 224
3.4.3. Эффективная толщина следа и расчет течения в межлопастном
канале РК с учетом дефекта скорости в области следа 12%
ЪАА. Оценка применимости метода расчета течения в следе 27
3.4.5. Расчет течения в ядре потока с учетом толщины вытеснения в
области пограничного слоя и следа 2Ы.
3.5. Расчет ППС в малоканальном отводе. 5/
3.6. Расчет вязкого турбулентного течения на основе решения уравнений Рейнольдса 23.8
3.7. Расчет течения вязкой жидкости в спиральном отводе 2%8
4. Прогнозирование характеристик ЦН 253
4.1. Уточнение расчета внутренних механических потерь и выделение гидравлических потерь и теоретического напора в насосах низкой и средней бы строходности 2.59
4.2. Расчет гидравлических потерь и теоретического напора РК по ММ 2-го уровня
4.2.1. Существующие методы расчета потерь 268
4.2.2. Расчет гидравлических потерь РК на основе параметров ППС .270
4.2.3. Ударные и кромочные потери ..11
4.2.4. Примеры расчетов 229
4.2.5. Расчет напора 2В1
4.2.6. Сравнение ММ 2-го и 3-го уровней 2.85
4.3. Расчет гидравлических потерь в МКО по ММ 2-го уровня 286
4.4. Расчет потерь в спиральном отводе по ММ 2-го уровня, сравнение с ММ 3-го уровня 28.9
4.5. Прогнозирование напора при нулевой подаче 90
5. Разработка методов оптимизации формы проточной части центробежных насосов 291
5.1. Существующие подходы 291
5.2. Схема 3-х уровневой оптимизации параметров элементов ЦН с лопастными системами ( РК, ЛД, ОНА) ...295
5.2.1. 1-й уровень 293
5.2.2. 2-й уровень 296
5.2.3. 3-й уровень 500
5.3. Методы оптимизации и учет ограничений .3?5
5.4. Оптимизация формы лопастной системы РК насоса типа К
5.5. Оптимизация отвода в составе БЛД, СО и выходного диффузора (ВД) .5.Q8
6. Разработка САПР ЦН
6.1. Обзор существующих САПР лопастных гидромашин 3./2
6.2. САПР ЦН кафедры гидромашиностроения СПбПТУ 2/3
6.2.1. Подсистема "Рабочее колесо" 3/
6.2.1.1. Выбор основных параметров .3/6
6.2.1.2. Проектирование меридианного сечения 3/6
6.2.1.3. Расчет равноскоростного и потенциального потоков 5Ї8
6.2.1.4. Проектирование кромок РК 3f
6.2.1.5. Проектирование лопасти .3.(0
6.2.1.6. Оценка энергокавитационных показателей РК $Zo
6.2Л.1. Работа с файлами базы данных РК 325
6.2.2. Подсистема "Отвод" ...323
6.2.2.1. Безлопаточный диффузор 5Z5
6.2.2.2. Лопаточный диффузор 32G
6.2.2.3. Спиральный отвод
6.2.2.4. Задание исходных данных 529
6.2.3. Подсистема "Гидродинамика" 33{
6.2.4. Подсистема "Визуализация" 33Z
6.2.5. Использование САПР ЦН 331
7. Исследование влияния основных гидродинамических и геометрических параметров на структуру потока и харак теристики элементов ступени и ступени в целом 336
7.1. Анализ основных параметров ЦН низкой и средней быстроходности 557
7.2. Анализ влияния относительного диаметра втулки и некоторых других геометрических параметров на потери в проточной части питательного насоса
7.3. Проектирование меридианного сечения и; выбор расчетной формы осесимметричного меридианного потока 35/
7.4. Выбор оптимальной густоты решетки РК .35/
7.4.1. РК с цилиндрической формой лопастей ,. SSf
7А.2. РК с пространственной формой лопастей 557
7.5. Определение оптимального значения наружного диаметра РК 3TZ
7.6. Влияние относительной ширины и числа лопастей на гидравлические качества РК 3.7.5
7.7. Влияние зазора между рабочим, колесом и лопаточным отводом на характеристики насоса 315
7.8. Расчет и анализ вариантов канального и лопаточного отводов АІ9
7.8Л. Канальный отвод 3.73
7.8.2. Лопаточный отвод т
7.9. Прогнозирование характеристик ступеней насоса ПН-1135-350
7.10. Выводы по Главе 7 386
8. Применение разработанных методов при проектировании проточных частей ЗЯО
8:1. Проектирование проточной части ступени секционного насоса ЦНС-300-600 39.0
8.1:1. Анализ течения в РК базовой ступени
8.1.2. Анализ имеющихся проточных частей данной быстроходности 59{
8.1.3. Разработка улучшенных вариантов проточной части РК &05
8.1.4. Экспериментальные исследования- разработанных вариантов ступеней
8.2. Разработка ступеней питательных насосов
8.3. Возможность использования . двухъярусных рабочих колес с малыми углами выхода в ступенях питательных насосов
8.4. Использование вдува в ПС для повышения экономичности ступени питательного насоса fiko
8.5. Прогнозирование характеристик и проектирование погружных электроцентробежных насосов с использованием САПРЦН
8.6. Разработка ступеней насосов для перекачки нефти
8.7. Разработка герметичных химических насосов 436
8.8. Разработка насосов систем жидкостного охлаждения (СЖО) радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) тЗб
9. Заключение
Список литературы
