Влияние диаметра входа рабочего колеса на работу погружного электронасоса высокой быстроходности на режимах больших подач

Введение. Объектом исследования является водоотливной погружной электронасос высокой быстроходности, предназначенный для откачки загрязненной морской и пресной воды из затопленных помещений объектов судостроительной отрасли.

Цель исследования – получить зависимости кавитационных показателей насоса от относительного диаметра входной горловины рабочего колеса на режимах больших подач, определить вид напорных и энергетических характеристик насоса при различных геометрических соотношениях рабочего колеса в рабочем диапазоне его подач.

Материалы и методы. На основе полуэмпирических формул по методикам различных авторов определены основные геометрические параметры рабочих колес. Для исследования зависимостей выбраны три варианта рабочих колес и выполнены серии гидродинамических расчетов трехмерного течения вязкой жидкости с использованием программного продукта ANSYS CFX.

Результаты. Получены расчетные напорные, энергетические и кавитационные характеристики насосного агрегата. Экспериментальная напорная характеристика согласуется с расчетной. Результаты расчетов показали, что применение зауженного входа в рабочее колесо приводит к возникновению обширной зоны пониженного давления на задней стороне лопасти рабочего колеса и срыву рабочих характеристик на режимах больших подач. При наибольшем относительном диаметре входной горловины рабочего колеса на задней стороне лопасти зона давлений парообразования отсутствует, что не приводит к срыву рабочих характеристик на режимах больших подач, однако, гидравлический коэффициент полезного действия насоса во всем диапазоне его подач, среди всех исследуемых вариантов рабочих колес – наименьший.

Выводы. Предложена методика определения оптимального, с точки зрения энергетических и кавитационных показателей, значения диаметра входа рабочего колеса для обеспечения бескавитационной работы погружного электронасоса высокой быстроходности во всем диапазоне его подач.