Исследование зависимости коэффициента потока жидкости в осевом зазоре электронасосного агрегата от режимных и конструктивных параметров

DOI: 10.34759/vst-2020-2-149-156

Авторы

Малов Д. В.^*, Шаблий Л. С.^**

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: Animaggg@yandex.ru
**e-mail: shelbi-gt500@mail.ru

Аннотация

Создана трёхмерная математическая модель течения рабочей жидкости в полости рабочего колеса исследуемого электронасосного агрегата (ЭНА). С помощью CFD-расчёта на нескольких режимах работы ЭНА определена осевая сила, действующая на радиально-упорный подшипник. Доказана сходимость результатов, полученных с помощью этой модели, с результатами натурного эксперимента. Получена зависимость коэффициента потока жидкости в осевом зазоре от режимных и конструктивных параметров ЭНА.

Ключевые слова:

электронасосный агрегат, крыльчатка, осевая сила, CFD-моделирование, подшипник

Библиографический список

1. Белоусов А.И., Иванов А.И. Расчет осевых сил, действующих в турбомашинах: Учеб. пособие. – Куйбышев: Изд-во Куйб. авиац. ин-та, 1981. – 81 с.

2. Краев М.В., Лукин В.А., Овсянников Б.В. Малорасходные насосы авиационных и космических систем. – М.: Машиностроение, 1985. – 128 с.

3. Зимницкий В.А., Каплун А.В., Папир А.Н., Умов В.А. Лопастные насосы: Справочник / Под общ. ред. В.А. Зимницкого и В.А. Умова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1986. – 334 с.

4. Белоусов А.И. Конструктивные и силовые схемы турбомашин двигателей летательных аппаратов: Учеб. пособие. – Куйбышев: Изд-во Куйб. авиац. ин-та, 1988. – 92 с.

5. Матвеев В.Н., Шаблий Л.С., Кривцов А.В., Зубанов В.М., Иванов А.И., Косицын И.П., Батурин Н.В. Методика моделирования рабочего процесса двухступенчатого насоса с гидроприводом первой ступени // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2016. Т. 15. № 4. С. 102-113. DOI: 10.18287/2541-7533-2016-15-4-102-113

6. Краева Е.М. Энергетические параметры высокооборотных насосов малого расхода // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 104-109.

7. Кучкин А.Г., Кузнецов Е.В. Расчет распределения давления между диском рабочего колеса и корпусом центробежного насоса с учетом протечек и реологических свойств жидкости // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2003. № 4. С. 188-196.

8. Назаров В.П., Яцуненко В.Г., Коломенцев А.И. Конструктивно-технологические факторы стабильности энергетических параметров турбонасосных агрегатов ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 5. С. 101-105.

9. Седач B.C. Момент сопротивления вращению диска в замкнутом кожухе // Известия высших учебных заведений. Энергетика. 1961. № 4. С. 66-73.

10. Седач B.C., Неспела А.Н. Определение момента сил трения на вращающемся диске при наличии расхода жидкости через зазор и ламинарном течении в пограничных слоях // Известия высших учебных заведений. Энергетика. 1959. № 11. С. 115-122.

11. Сеноо Ю., Хайами X. Анализ течения между вращающимся диском и кожухом с помощью четырехслойной модели течения // Теоретические основы инженерных расчетов. 1976. № 2. С. 151-158.

12. Смолдырев А.Е., Сафонов Ю.К. Трубопроводный транспорт концентрированных гидросмесей. – М.: Машиностроение, 1973. – 208 с.

13. Цаплин М.И. Течение среды в зазоре между вращающимся диском и неподвижной ограничивающей стенкой // Инженерно-физический журнал. 1974. Т. 26. № 4. С. 611-617.

14. Шаблий Л.С. Расчёт характеристик турбомашин при запуске CFX в пакетном режиме // Инженернотехнический журнал «ANSYS Adventage. Русская редакция». 2008. № 9. С. 36-37.

15. Шершнева А.Н. Влияние осевых зазоров между дисками колеса и корпусом на осевые усилия в одноступенчатом центробежном нагнетателе // Теплоэнергетика. 1965. № 9. С. 80-83.

16. Belousov A.I., Sedel’nikov A.V. Problems in formation and control of a required microacceleration level at spacecraft design, tests, and operation // Russian Aeronautics. 2014. Vol. 57. No. 2, pp. 111–117. DOI: 10.3103/S1068799814020019

17. Egorychev V.S., Ryazanov A.I. A method of design calculation for the two-component jet-jet gas nozzle with outer mixing // Russian Aeronautics. 2016. Vol. 59. No. 4, pp 619–622. DOI: 10.3103/S1068799816040280

18. Shabliy L., Cherniaev A. Optimization of gas turbine compressor blade parameters for gas-dynamic efficiency under strength constraints // 4th International Conference on Simulation and Modeling Methodologies, Technologies and Applications (SIMULTECH, 28-30 August 2014, Vienna, Austria, Austria), pp. 523-528. DOI: 10.5220/0004994905230528

19. Ваулин С.Д., Ваулина О.С., Салич В.Л., Щипицын А.Г. Исследование динамических процессов в установке обезвреживания жидких промышленных отходов на основе ракетного двигателя с газовыми компонентами топлива // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2005. № 1. С. 101–109.

20. Zubanov V.M., Shabliy L.S., Krivcov A.V. Rational technique for multistage centrifugal pump CFD-modeling // ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition (15–19 June 2015, Montreal, Quebec, Canada). Vol. 2B. Paper No. GT2015-42070, V02BT39A003; 9 pages. DOI: 10.1115/GT201542070