ТРАНСФОРМАЦІЯ СТРУКТУРИ ПОТОКУ ТА ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВІЛЬНОВИХРОВОГО НАСОСА В РЕЖИМАХ ЧАСТКОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ (Q = 0,05–0,6 Qном)

Анотація

у зоні знижених подач Q = 0,05–0,6 Qном. Метою дослідження є встановлення закономірностей зміни напірних та енергетичних показників і визначення особливостей трансформації структури внутрішнього потоку при переході від помірного до глибокого недовантаження. Розрахунки виконано в програмному середовищі ANSYS CFX у стаціонарній постановці з використанням моделі турбулентності k–ε. Проаналізовано два конструктивні виконання робочого колеса – одноярусне та двоярусне. Побудовано інтегральні характеристики H(Q) та η(Q), визначено зміни повного напору, споживаної потужності та коефіцієнта корисної дії в досліджуваному діапазоні подач. Встановлено, що в зоні недовантаження напір змінюється незначною мірою, тоді як ККД суттєво знижується через інтенсифікацію внутрішньої рециркуляції та зростання гідравлічних втрат у вільній вихровій камері. Показано, що при Q = 0,05 Qном формується стійка циркуляційна структура, яка забезпечує підтримання напору за одночасної деградації енергетичних показників. Виявлено, що двоярусне робоче колесо забезпечує дещо вищі значення ККД у верхній частині досліджуваного діапазону подач. Отримані результати можуть бути використані для обґрунтування меж раціональної експлуатації та вдосконалення конструкції вільновихрових насосів.