Modeling of the operation of a disc pump with the wall roughness consideration

封面


如何引用文章

全文:

详细

Background: at present, a small number of studies of disk pumps operating on a low-viscosity liquid have been conducted. In addition, among the existing works, numerical calculations are presented, which have a serious discrepancy with the experiments carried out. This article is devoted to numerical simulation of the operation of a disk pump on water, comparison of the calculation results with experimental data.

Aims: to determine the factors affecting the convergence of the main characteristics with experimental data when performing CFD calculations on a low-viscosity liquid.

Methods: in this paper, a numerical modeling method based on the solution of discrete analogs of the basic equations of hydrodynamics is used. To compare CFD calculations with the experiment, a test bench was created on which two configurations of the impeller were studied.

Results: it is shown that for this type of dynamic machines, it is important to take into account the influence of the roughness of solid walls when modeling their operation on a low-viscosity liquid, since it has a significant effect on the characteristics of the disk pump. The obtained characteristics are compared with experimental data, as well as flow patterns in the flow part.

Conclusions: based on the results of the article, it can be argued that taking into account roughness in numerical calculations of a dynamic pump has a positive effect on convergence with experimental data.

作者简介

Viacheslav Cheremushkin

Bauman Moscow State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: wcheremushkin@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-7832-3952
SPIN 代码: 3708-7709

Junior Researcher

俄罗斯联邦, 5, 2nd Baumanskaya street, 105005 Moscow

Vladimir Lomakin

Bauman Moscow State Technical University

Email: lomakin@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9655-5830
SPIN 代码: 3467-7126

Dr. Sci. (Engin.), Chief of the Department of Hydromechanics, Hydromachines and Hydro-Pneumoautomatics

俄罗斯联邦, 5, 2nd Baumanskaya street, 105005 Moscow

参考

  1. Misyura VI, Ovsyannikov BV, Prisnyakov VF. Disc pumps. Moscow: Mashinostroenie; 1986. (In Russ.).
  2. Benderovich VA, Lunatsi ED. Dynamic laminar (disc) friction pumps. Areas of application of ONL pumps. Hydraulics of Bauman Moscow State Technical University. 20214:10-33. (In Russ.).
  3. Zharkovsky AA, Ivanov OA, Klyuev AS. About the possibility of using disk impellers in low-flow oil pumps. AIP Conference Proceedings. 2022285. doi: 10.1063/5.0026592
  4. Chernyavsky AM, Ruzmatov TM, Fomichev AV, et al. Experimental model of a disk pump to support blood circulation. Bulletin of Transplantology and Artificial Organs. 20118(4):93-101. doi: 10.15825/1995-1191-2016-4-93-101. (In Russ.).
  5. Stenina TV, Elizarova TG, Kraposhin MV. Regularized equations of hydrodynamics in the disk pump modeling problem and their implementation within the OpenFOAM package software package. Preprints of M.V. Keldysh IPM. 20266:1-30. (In Russ.). doi: 10.20948/prepr-2020-66
  6. Petrova EN, Slabozhaninov MV. The use of disc pumps in LRE. Aerospace engineering, high technologies and innovations. 2022:154-157.
  7. Loitsyansky LG. Mechanics of liquid and gas. Moscow: Drofa; 2003. (In Russ.).
  8. Petrov AI, Lomakin VO. Numerical simulation of flow parts of pump models and verification of simulation results by comparing experimentally obtained values with calculated ones. Science and Education. Bauman Moscow State Technical University. Electron. Journal. 2015. (In Russ.). Accessed: Available from: http://old.technomag.edu.ru/doc/356070.html
  9. Lomakin VO, Petrov AI. Verification of calculation results in the package of hydrodynamic modeling zvezda-CMS+ flow part of the centrifugal pump AH 50-32-200. News of higher educational institutions. Sociology. Economy. Politics. 2012:6. (In Russ.).
  10. Lomakin V, Cheremushkin V, Chaburko P. Investigation of vortex and hysteresis effects in the intake device of a centrifugal pump. In: 2018 PhD Symposium of the Global Society of Hydropower, GFPS. Samara: IEEE, 2018. doi: 10.1109/GFPS.2018.8472374.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. A disc pump.

下载 (151KB)
索引源数据
3. Fig. 2. The simulation mesh in the section of the flow part.

下载 (83KB)
索引源数据
4. Fig. 3. The test bench.

下载 (126KB)
索引源数据
5. Fig. 4. A collapsible impeller.

下载 (576KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Characteristic curves of a pump with a 13 mm wide disc impeller: experimental (b2-13), calculated with roughness considered (CFD b213-R) and without consideration (CFD b213).

下载 (93KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Characteristic curves of a pump with a 18 mm wide disc impeller: experimental (b2-18), calculated with roughness considered (CFD b218-R) and without consideration (CFD b218).

下载 (97KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Field distribution of the velocity amplitude at a supply of 15 m3/h: a) with roughness; b) without roughness. Рис. 7. Поле распределение амплитуды скорости при подаче 15 м3/ч: a) с учётом шероховатости; b) без учёта шероховатости.

下载 (275KB)
索引源数据
9. Fig. 8. The circumferential velocity of the fluid at the outlet of the impeller at a supply of 15 m3/h: a) with roughness; b) without roughness.

下载 (434KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 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».