The impact of selected parameters on pressure distribution in the face throttle of a centrifugal pump automatic balancing device

• Autorzy: Tarasevych Yuliia , Sovenko Nataliia

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.6895

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych parametrów na rozkład ciśnienia w szczelinie poprzecznej tarczy odciążającej pompy odśrodkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Face throttles are a necessary functional element of non-contact face seals and automatic balancing devices of centrifugal pumps of different constructions. To calculate the hydrodynamic forces and moments acting on the rotor and fluid flow through the automatic balancing device, it is necessary to know the pressure distribution in the cylindrical and face throttle when considering all important factors which predetermine fluid flow. The face throttle surfaces are moving, which leads to unsteady fluid flow. The movement of the walls of the face throttle causes an additional circumferential and radial flow, which subsequently leads to the additional hydrodynamic pressure components. The paper analyses viscous incompressible fluid flow in the face throttle of an automatic balancing device taking into account the axial and angular displacements of throttle’s surfaces and the inertia component of the fluid. The effect of local hydraulic losses as well as random changes in the coefficients of local hydraulic resistance at the inlet and outlet of the throttle is analysed.

PL

Szczeliny poprzeczne są niezbędnym elementem funkcjonalnym bezstykowych uszczelnień czołowych oraz tarcz odciążających pomp odśrodkowych o różnej konstrukcji. Konieczna jest znajomość rozkładu ciśnienia w szczelinie poprzecznej z uwzględnieniem wszystkich najważniejszych czynników determinujących przepływ cieczy w celu obliczenia sił hydrodynamicznych oraz natężenia przepływu. Powierzchnie szczeliny są ruchome, co powoduje niestacjonarny przepływ płynu. Ruch ścianek szczeliny powoduje dodatkowy przepływ obwodowy oraz promieniowy, a to w konsekwencji prowadzi do powstania dodatkowego ciśnienia hydrodynamicznego. W pracy wykonano analizę przepływu lepkiego nieściśliwego płynu przez szczelinę poprzeczną tarczy odciążającej pompy odśrodkowej z uwzględnieniem przemieszczeń osiowych i kątowych powierzchni szczeliny. Uwzględniono składowe bezwładności płynu. Przeanalizowano wpływ strat lokalnych oraz losowych zmian współczynników hydraulicznych strat miejscowych na wlocie i wylocie szczeliny poprzecznej na rozkład ciśnienia.

Słowa kluczowe

EN

non-contact seal; pressure distribution; hydraulic local losses; automatic balancing device; random parameters

PL

uszczelnienie bezkontaktowe; rozkład ciśnienia; pompa wirowa; zmiany losowe

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 3
• Strony: 35--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Tarasevych Yuliia

• AGH University of Science and Technology

• https://orcid.org/0000-0001-7483-337X

autor

Sovenko Nataliia

• Sumy State University

• https://orcid.org/0000-0003-2252-0747

Bibliografia

• 1. Marcinkovskij V., Shevchenko S.: Nasosy atomnyh elektrostancij: raschet, konstruirovanie, ekspluatacija: monografija, Universitetskaja kniga, Sumy 2018.
• 2. Gülich J.F.: Centrifugal Pumps, Springer – Verlag, Berlin – Heidelberg 2014.
• 3. Korczak A.: The laminar flow of liquids in a flat-wall face clearance with a variable width between stationary and rotating rings, “Transactions of the institute of fluid-flow machinery” 2002, 11, pp. 89–109.
• 4. Кorczak A., Papierski A.: The flow through the face clearance of the disk relieving the axial force in a multi-stage centrifugal pump, “Transactions of the institute of fluid-flow machinery” 2004.
• 5. Marcinkovskij V.: Schelevie uplotneniia: teoriia i praktika, Izd-vo SumGU, Sumy 2005.
• 6. Jedral W.: Przepływ cieczy w szczelinie poprzecznej ze ścianką wirujacą i równocześnie przemieszczająca się w kierunku osiowym, „Archiwum budowy maszyn” 1986, t. XXXIII (4), pp. 343–365.
• 7. Chegurko L.: Centrobezhnye energeticheskie nasosy, ih neispravnosti i metody ustranenija, Cheljabinsk 2002.
• 8. Kundera Cz.: Aktywne uszczelnianie drgających elementów wirujących, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 1999.
• 9. Korczak A.: Badania układów równoważących napór osiowy w wielostopniowych pompach odśrodkowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.
• 10. Korczak A., Marcinkowski W., Peczkis G., Zagorulko A.: Diagnosis of the phenomenon of flow as an inspiration to inventions in the domain of constructing hydraulic machines, “Elsevier. Procedia Engeneering” 2012, pp. 286–302.
• 11. Blasiak S., Takosoglu J., Laski P.: Heat transfer and thermal deformations in non-contacting face seals, “Journal of Thermal Science and Technology” 2014, Vol. 9 (2),
• 12. Childs D.W., Turbomachinery rotordynamics: phenomena, modelling, and analysis, Wiley 1993, pp. 275–277.
• 13. Idelchik I.E.: Handbook of Hydraulic Resistance, Springer, Berlin – Heidelberg – New York 1986.
• 14. Baskharone E.A., Daniel A.S., Rotor dynamic effects of the shroud-to-housing leakage flow in centrifugal pumps, “Journal of Fluids Engineering” 1994, 116, pp. 558–563.
• 15. Tarasevych Y., Savchenko I., Sovenko N., Savchenko A.: Research of influence of random change of annular seal parameters on efficiency of centrifugal pump, “Eastern-European Journal of Enterprise Technologies” 2016, vol. 6, № 7 (84), pp. 37–42.
• 16. Tarasevych Y., Sovenko N., Savchenko I.: Influence of operational changes of clearances in pump channels on the work of the automatic balancing device, “Journal of Physics: Conference Series” 2021, Vol. 1741, pp. 1–7

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).