Моделирование локальных течений в «Диктующих» сечениях на входе в рабочее колесо центробежного насоса
Автор: Егоров Григорий Иванович, Алябьев Вадим Анатольевич, Пташкина-Гирина Ольга Степановна
Рубрика: Расчет и конструирование
Статья в выпуске: 2 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
При разработке новых конструкций центробежных насосов специалисты еще на стадии проектирования просчитывают основные параметры разрабатываемой продукции, включая и предполагаемый характер течений перекачиваемой среды в различных ее зонах. Учитывая изложенное, следует отметить то обстоятельство, что реально возникающие течения во всасывающей и напорной полостях при функционировании разработанной установки практически не отличаются от предполагаемых в проектном решении. При этом характер течений в пограничных зонах между напорной и всасывающей ее полостями, как правило, детально не рассматривается, оставаясь своеобразным «белым пятном». Связано это с тем, что практически невозможно в данных зонах выполнить замеры всего набора составляющих пространственных перемещений перекачиваемой среды. Попытки описания характера течений в указанных местах посредством экстраполяции результатов фиксации локальных токов перекачиваемой жидкой среды на некотором удалении во всасывающем трубопроводе со значительной долей вероятности представляется целесообразным не считать достаточно обоснованными. Вместе с тем следует отметить, что частично реализованная возможность фиксации характера изменения основного потока перекачиваемой жидкой среды под действием объемных утечек на входе в рабочее колесо в зоне переднего щелевого уплотнения центробежного насоса позволила качественно зарегистрировать проявление наблюдаемого эффекта с получением приблизительных численных показателей. Принимая во внимание сложность установления направлений и численных показателей отдельных потоков, моделирование локальных течений в «диктующих» сечениях на входе в рабочее колесо центробежного насоса предусмотрено выполнить, опираясь на данные, ранее приведенные в ряде известных источников, но не использованные для целей аналогичного предлагаемого моделирования. «Диктующими» сечениями, имеющими достаточно значимый исследовательский интерес, приняты пограничные зоны между напорной и всасывающей полостями центробежного насоса. Учитывая вышеизложенное, предлагаемая статья представляет собой аналитическое исследование, основанное на данных, ранее приведенных в ряде известных источников. В связи с тем, что указанные источники содержат значительную часть выверенной информации, представляется целесообразным воспользоваться ею для обоснования протекания очевидных и закономерных, но недостаточно исследованных процессов внутри насосных установок.
Центробежный насос, всасывающая и напорная полости, щелевые уплотнения рабочего колеса, локальные течения, «диктующие» сечения, численные значения показателей, кавитация
Короткий адрес: https://sciup.org/147254519
IDR: 147254519 | УДК: 621.671 | DOI: 10.14529/engin260201
Modeling local flows in “dictating” sections at the inlet of a centrifugal pump impeller
When developing new centrifugal pump designs, engineers calculate the main parameters of the equipment at the design stage, including the expected flow characteristics of the pumped medium in its various zones. Given the above, it should be noted that the actual flows occurring in the suction and discharge cavities during the operation of the developed unit closely match those predicted in the design. At the same time, the flow characteristics in the boundary zones between the discharge and suction cavities are generally not examined in detail, remaining a kind of “blank spot”. This is due to the practical impossibility of measuring all spatial velocity components of the pumped medium in these zones. Attempts to describe the flow patterns in these areas by extrapolating data on local flow currents recorded at a certain distance upstream in the suction pipe are, with a high degree of probability, insufficiently justified. Nevertheless, the partially realized capability to monitor changes in the main flow of the pumped liquid caused by volumetric leakage at the impeller inlet near the front clearance seal of the centrifugal pump made it possible to qualitatively register the observed effect and obtain approximate numerical values. Given the difficulty of determining the directions and numerical parameters of individual flows, modeling local flows in “dictating” sections at the centrifugal pump impeller inlet is proposed based on data previously cited in several wellknown sources but not yet used for similar modeling purposes. The “dictating” sections, which are of considerable research interest, are defined as the boundary zones between the discharge and suction cavities of the centrifugal pump. In view of the above, this paper presents an analytical study based on data previously reported in several established sources. Since these sources contain a significant amount of verified information, it is appropriate to use it to substantiate the occurrence of obvious and regular, yet insufficiently studied, processes within pump systems.