Структура реального течения в центробежных и осевых насосах: Монография

Description

Рассматриваются бескавитационная структура потока (поля скоростей и давлений), гидравлические характеристики, максимально достижимый КПД и противотоки в осевых, центробежных, диагональных и шне- ковых насосах. Кроме того рассмотрены классификация насосов по кави- тационной устойчивости, кавитационная структура и оптимальная форма профиля лопасти шнека, вопросы термодинамики насосов, состояние исследований насосов и др. Предисловие 1. ВВЕДЕНИЕ 1.1. Некоторые начальные сведения о лопастных насосах 1.2. Требования к насосам 1.3. Гидравлические характеристики 1.3.1. Основные понятия 1.3.2. Характеристика теоретического напора 1.3.3. Напорная и КПД характеристики 1.3.3.1. Характеристика гидравлического КПД 1.3.3.2. Напорная характеристика 1.3.3.3. Объемный и механический КПД 1.3.3.4. Характеристики полного КПД и мощности 1.3.4. Расчетный режим работы лопастных насосов 1.3.4.1. Расчетный режим по подаче для КПД 1.3.4.2. Расчетный режим по подаче для кавитационных параметров 1.3.4.3. Расчетный режим по входному давлению 1.3.5. Максимум достижимого КПД 1.3.6. Максимум КПД по Europump [12] 1.3.7. Сравнение величин КПД по разным источникам 1.3.8. Кавитационные характеристики 1.4. Режимы течения, пограничный слой, структура потока 1.4.1. Режимы течения и пограничный слой 1.4.2. Структура течения 1.5. Индустриальный фон и его влияние на насосостроение 1.5.1. Развитие насосостроения в Японии 1.5.1.1. Рост производства насосов 1.5.1.2. Эволюция исследований 1.5.2. Исследования насосов в СССР и России 1.5.3. Насосы в период глобализации 2. ОБТЕКАНИЕ КРЫЛА И ПЛОСКОЙ РЕШЕТКИ ПРОФИЛЕЙ 2.1. Обтекание крыла конечного размаха 2.2. Обтекание прямой решетки 2.3. Обтекание круговой решетки с радиальными лопастями 2.4. Напор и мощность полуоткрытого рабочего колеса при нулевой подаче (динамическое уплотнение) 2.4.1. Напор 2.4.2. Мощность 2.5. Использование характеристик динамического уплотнения для расчета центробежного насоса с открытым рабочим колесом. Теоретический гидравлический КПД РК 3. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ТЕЧЕНИЕ В ОСЕВЫХ РАБОЧИХ КОЛЕСАХ 3.1. Радиальное равновесие в межвенцовом зазоре 3.2. Неравномерность потока по радиусу, пограничные слои, структура течения в осевом РК 3.3. Структура потока в зоне радиального зазора осевого РК 3.3.1. Щелевой поток 3.3.2. Полная и осевая скорости 3.3.3. Окружная скорость и угол поворота 3.3.4. Радиальная скорость 3.4. Особенности щелевого потока в различных типах РК 3.5. Распределение скоростей и давлений на наружном диаметре межлопаточного канала 3.6. Расчетная модель для осевого колеса 4. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ТЕЧЕНИЕ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ НАСОСЕ 4.1. Структура потока в закрытом рабочем колесе 4.1.1. 16-лопастное колесо 4.1.2. 8-лопастное колесо 4.1.3. Сравнение колес с 16 и 8 лопастями 4.2. Структура потока в полуоткрытом рабочем колесе 4.3. Неравномерность потока по окружности 4.4. Течение в спиральной камере 4.4.1. Изменение скорости по радиусу сечения отвода 4.5. Мощность гидравлического торможения 4.6. Сопротивление вращающихся отверстий 4.7. Течение жидкости в зазоре между диском колеса и корпусом 4.8. Возможности расчетных методов и примеры их применения 5. ТЕЧЕНИЯ С ПРОТИВОТОКАМИ 5.1. Общие закономерности развития противотоков на примере осевого РК 5.2. Противотоки на входе в центробежное колесо 5.3. Противотоки на входе в диагональное колесо 5.3.1. Изменение поля скоростей в зависимости от подачи 5.3.2. Изменение поля скоростей вдоль входной трубы 5.3.3. Давление на стенке трубы 5.3.4. Распределение энергии по радиусу трубы 5.3.5. Энергия противотоков и прямотоков 5.3.6. Дополнительный анализ 5.3.7. Влияние поворота всасывающей трубы 5.4. Противотоки на входе в шнек 5.4.1. Общие закономерности 5.4.2. Структура вихрей на границе противотоков и прямотоков 5.5. Противотоки на выходе из осевого рабочего колеса. Общие замечания 6. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ПОТОКА В ШНЕКОВЫХ КОЛЕСАХ 6.1. Классификация лопастных насосов по кавитационной устойчивости 6.2. Плоское течение 6.3. Пространственное течение 6.4. Влияние радиального зазора на напор и КПД шнека 6.5. Шнекодиагональные насосы 6.5.1. Общие закономерности 6.5.2. Изменения втулочного и наружного диаметров по длине колеса 7. РАБОЧИЕ КОЛЕСА С КЛИНОВИДНЫМИ ЛОПАТКАМИ 7.1. Введение 7.2. Шнеки с клиновидными лопатками (КШ) 7.2.1. Профильная и концевая кавитация в КШ 7.2.2. Противотоки в КШ 7.2.3. Кавитационные автоколебания в системах с КШ 7.2.4. О прочности лопасти КШ 7.2.5. Рекомендуемый профиль лопасти клиновидного шнека 7.3. Центробежные колеса с клиновидными лопатками 8. ТЕРМОДИНАМИКА НАСОСОВ 8.1. Нагрев жидкости в насосе 8.1.1. Температура жидкости на выходе из насоса 8.1.2. Нагрев жидкости во входной части насоса 8.1.3. Работа насоса на нестационарном тепловом режиме 8.2. Обобщенное уравнение политропы для турбомашин 8.3. Расчет параметров потока по элементам проточной части центробежного насоса при перекачивании жидкого водорода 8.4. Масштабный эффект кавитации ЛИТЕРАТУРА