Analysis of the efficiency of balancing pistons of feed pumps

封面


如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: Thermo power industry demands the high level of reliability of pump equipment. Regarding that, improvement of reliability of feed pump structure and balancing device in particular is a relevant issue.

AIMS: To perform numerical simulation of a balancing device in order to determine its optimal design and parameters. The study object is the balancing device of the PEN 290-115 feed pump

METHODS: Two types of the balancing piston, two-stage and single-stage, were studied. The series of computational fluid dynamics simulations of the three-dimensional flow of a viscous liquid were performed using the ANSYS CFX software in order to study the efficiency of given designs.

RESULTS: The calculated characteristics of the two designs of the unloading device were obtained. The influence of roughness and radial clearance on the efficiency of a cylindrical piston was studied. The simulation results showed that the radial clearance decrease leads to balancing device losses decrease. The roughness value increase may also lead to the leaks decrease, but its excessive increase leads to friction losses increase, so it is necessary to control both parameters when searching for the optimal roughness value.

CONCLUSIONS: The optimal design of the balancing piston, which combines simplicity of manufacturing, reliability and energy efficiency, is proposed.

作者简介

Alexander Zharkovsky

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: azharkovsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3044-8768
SPIN 代码: 3637-7853
Scopus 作者 ID: 7004534701
Researcher ID: T-3278-2018

Dr. Sci. (Tech.), Professor of the Higher School of Power Engineering of the Institute of Energy

俄罗斯联邦, 29 Polytechnicheskaya street, 195251 Saint Petersburg

Alexander Zakharov

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

编辑信件的主要联系方式.
Email: zakharov.aa.gm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9657-1921
SPIN 代码: 5447-4090

Engineer of the Hydromechanical Engineering Laboratory of the Higher School of Power Engineering, Institute of Energy

俄罗斯联邦, 29 Polytechnicheskaya street, 195251 Saint Petersburg

Sergei Fedorov

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University; Power Machines

Email: fedorov_sp@power-m.ru
ORCID iD: 0000-0003-1426-7526
SPIN 代码: 5071-5400

Postgraduate student, Head of the Design of Small Hydraulic Machines Department

俄罗斯联邦, 29 Polytechnicheskaya street, 195251 Saint Petersburg; Saint Petersburg

参考

  1. Shpil Yu. Trends in the development of feed pumps. Vestnik YuUrGU. 2005;1:32–46.
  2. Gulich JF. Centrifugal Pumps. Berlin, Heidelberg: Springer; 2010. doi: 10.1007/978-3-642-12824-0
  3. Lomakin AA. Centrifugal and axial pumps. Leningrad: Mashinostroenie; 1966.
  4. Bushziper P. Design concept of Sulzer feed pumps. Vestnik YuUrGU. 2005;1:65–72.
  5. Makay E., Szamody O. Survey of feedpump outages. Final report. Morrisville: Energy Re-search and Consultants Corporation; 1978. Report No.: 641. Contract No.: EPRI FP-754. Режим доступа: https://www.osti.gov/servlets/purl/7039347 дата обращения: 11.07.2022.
  6. Akimov S.V. Razrabotka metodov matematicheskogo modelirovaniya i povysheniya ener-goeffektivnosti neftyanykh magistralnykh nasosov putem modernizatsii poverkhnosti elementov protochnoy chasti [dissertation] St. Petersburg; 2022. doi: 10.18720/SPBPU/2/r22-3

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Schemes of the axial force balancing devices: a - disk, b – single-stage piston, c – two-stage piston.

下载 (183KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Visualization of the studied simulated space for the single-stage piston.

下载 (65KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Visualization of the simulation grid of the studied space for the two-stage piston.

下载 (55KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of flow rate through the balancing piston on roughness at different values of radial clearance in the range from 0.15 to 0.25 mm.

下载 (76KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of friction power losses of the balancing piston on roughness at different values of radial clearance in the range from 0.15 to 0.25 mm.

下载 (79KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependence of total power losses of the balancing piston on roughness at different values of radial clearance in the range from 0.15 to 0.25 mm.

下载 (77KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dependence of total power losses (N), friction power losses (Nq) and overflow power losses (Nt) in the balancing piston on clearance value at the roughness value of Ra 25.

下载 (65KB)
索引源数据

版权所有 © Zharkovsky A.A., Zakharov A.A., Fedorov S.P., 2023

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».