Wpływ metod projektowania oraz geometrycznych parametrów spiralnego kanału zbiorczego na pracę pompy

• Autorzy: Chernobrova, Anna , Szulc, Piotr , Moloshnyi, Oleksandr

Warianty tytułu

EN

Impact of design methods and geometric parameters of volute casing on pump operation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu metod projektowania oraz zaleceń doboru parametrów geometrycznych spiralnego kanału zbiorczego na efektywność pracy pompy odśrodkowej dwustrumieniowej. Do przeprowadzenia badań wykorzystano symulacje numeryczne, a ich wyniki zwalidowano eksperymentalnie na stanowisku badawczym. Badano wpływ na parametry pracy pompy specjalnie zaprojektowanych spiralnych kanałów zbiorczych zgodnie z metodą stałego krętu cieczy oraz stałej prędkości średniej oraz zgodnie z zaleceniami podanymi w literaturze przez A. Stepanoffa i A. Lomakina. Różnica pomiędzy badanymi spiralami wynikała ze zmiany średnicy wejścia do spirali, zmiany szerokości wlotu do spirali oraz zmiany pola przekroju. Badania również obejmowały określenie wpływu kształtu poprzecznego przekroju spirali (trapezowy i okrągły) oraz zmianę kąta rozwarcia ścian spirali. Przeprowadzona analiza otrzymanych wyników badań wykazała, że wybór metody projektowania spiralnego kanału wpływa na zmianę optymalnego punktu pracy pompy. Jak wynika z obliczeń, metoda stałej prędkości średniej daje bardziej płaski kształt charakterystyki przepływu w porównaniu do metody zachowania stałego krętu cieczy. Natomiast zmiana kąta rozwarcia ścian z trapezowym lub okrągłym kształtem przekroju spirali w niewielkim stopniu wpływa na zmianę wysokości podnoszenia i sprawności pompy.

EN

The article presents the results of research on the influence of design methods and recommendations for the selection of geometric parameters of the volute casing on the operation efficiency of a double—entry centrifugal pump. Numerical simulations were used to conduct the research, and their results were experimentally validated on a test stand. The influence on the operation efficiency of the pump of specially designed volute casings was researched according to the method of constant velocity and conservation angular momentum of the flow and following the recommendations given in the literature by A. Stepanoff and A. Lomakin. The difference between the studied volute casings resulted from a change in the volute casing's inlet diameter, inlet width, and a change in the cross-sectional area. The research also included determining the influence of the cross-sectional shape of the volute casing (trapezoidal and round) and changing the opening angle of the volute walls. The analysis of the results showed that the choice of the volute casings design method affects the change of the best efficiency point. As shown by the results, the constant velocity method gives a flatter shape of the flow characteristics compared to the method of conservation angular momentum of the flow. However, changing the opening angle of the walls With a trapezoidal or round spiral cross-section has a small impact on the change in head and pump efficiency.

Słowa kluczowe

PL

pompa dwustrumieniowa; spiralny kanał zbiorczy; metody projektowania; spirala; korpus spiralny

EN

double-entry pump; volute casing; design methods; volute; centrifugal pump

• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 3
• Strony: 64--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chernobrova, Anna

• Politechnika Wrocławska,

autor

Szulc, Piotr

• Politechnika Wrocławska,

autor

Moloshnyi, Oleksandr

• Katedra Hydroeromechaniki Stosowanej, Sumski Państwowy Uniwersytet,

Bibliografia

• [1] Azensztejn M.: Centroberznyje nasosy dlia neftianoj promyszlennosti. Moskwa: Gostoptekhizdat, 364 s., 1957.
• [2] Beena D. Baloni, S.A. Channiwala, V.K. Mayavanshi: Pressure recovery and loss coefficient variations in the two different centrifugal blower volute designs. Applied Energy, tom 90, nr 1, 2012, Pages 335-343, ISSN 0306—2619, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.02.016.
• [3] Chang Ho Son, Hyun Bae Jin, Myung Jin Kim & Wui Jun Chung: Spiral casing of a volute centrifugal pump —- Effects of varying the cross—sectional area. Journal of Mechanical Science and Technology 2014, nr 28, str. 2697—2706 https://doi.org/10.1007/512206—014—0626—0.
• [4] Gou, Q.; Xiao, S.; Wang, T.; Yan, J.: Analysis and Comparison of Two Kinds of Design Approaches for Volutes of Centrifugal Pump. Energies 2023, nr 16, 6128, str. 1—18. https://doi.org/10.3390/en16176128
• [5] Gulich J .: Centrifugal Pumps 3rd Edition. Springer Heidelberg Dordrecht London New York, 1146 s., 2014. DOI: 10.1007/978—3—642—401 14—5.
• [6] ISO 9906 Rotodynamic pumps — Hydraulic performance acceptance tests — Grades 1, 2 and 3 Second edition (Switzerland) International Organization for Standardization, 66, 2012.
• [7] Lobanoff, V.S.: Centrifugal Pumps—Design and Application; Gulf Publishing Company: Houston, TX, USA, 1992.
• [8] Lomakin A.: Centrobieżnyje i osiewyje nasosy. Lieningrad: Masinostrojenije, 364 s., 1965.
• [9] Mashin A. Rasciot i proektirowanie spiralnogo otwoda. Moskwa: Moskowskij energieticzeskij instytut, 44 s., 1980.
• [10] Mihajlow A, Maliushenko W.: Konstrukcii i rasczet centroberznyh nasosow wysokogo dawienija Maszinostroienie, 304, 1971.
• [11] Pfleiderer C. and Petermann H.: Strómungsmaschinen 7rd Edition. Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 582 s., 2004.
• [12] Polotskiy I., Bognitskaya F., Agulnik R.: edytowany przez Rudneva S.: Rasciot otwodiassich ustroj stw centrobierznyh nasosow. Moskwa: CINTITEICNM, 48 s., 1967.
• [13] Spiridonov E., Prokhasko L.: Rasciot i proektirowanie lopastnyh nasosow. Czeliabinsk: JuUGU, 34 s., 2004.
• [14] Stepanoff A.: Centrifugal and Axial Flow Pumps. Malabar, Florida: Krieger Publishing Company, 462 s., 1957.
• [15] Tao Wang, He Yu, Yujian Fang, Ru Xiang, Nengqi Kan, Jing Yan.: A new design for energy—saving volutes in centrifugal pumps. Physics of Fluids 1 November 2022; nr 34 (11): 115119. https://doi.org/10. 1063/5.0122684.
• [16] Tao, Y., Yuan, S., Liu, J. i in.: Influence of Cross—Sectional Flow Area of Annular Volute Casing on Transient Characteristics of Ceramic Centrifugal Pump. Chin. Chinese Journal of Mechanical Engineering 2019, 32, 4, str. 1—13 https://doi.org/10.l186/310033—019—0319—9.