Протопопов Александр Андреевич

Проведено исследование влияния различного напряжения питания на максимальную составляющую напора центробежного насоса. В ходе исследования была рассмотрена задача определения оптимального числа лопаток рабочего колеса при некотором наперед заданном фиксированном расходе. Для решения этой задачи был сформулирован критерий оптимизации (однопараметрической)  напора насоса.При выведении формулы для оптимального числа лопаток рабочего колеса центробежного насоса предполагалось, что все основные конструктивные параметры насоса, такие  как частота вращения вала насоса, диаметры входа и выхода рабочего колеса, ширина лопаток на входе и на выходе рабочего колеса, углы установки лопастей на входе и на выходе лопасти и конструкция отвода – определены заранее. Это позволило осуществить однопараметрическую оптимизацию и вывести формулу оптимального числа лопаток рабочего колеса.Следует отметить, что рассматривается одноступенчатый насос со спиральным отводом с консольной схемой крепления вала.

В статье рассмотрена задача по экспериментальному поиску оптимального угла установки лопасти на выходе из полуоткрытого рабочего колеса малорасходного центробежного насоса с кольцевым отводом. Для нахождения оптимального угла установки лопасти рабочего колеса были проведены 3 серии экспериментов, в каждом из которых испытывался насос, рабочее колесо которого имело определенный угол наклона лопасти на входе. При проведении эксперимента принималось, что все основные конструктивные параметры насоса: диаметры входа и выхода рабочего колеса, ширина лопаток на входе и на выходе рабочего колеса,частота вращения вала насоса, углы установки лопастей на входе и на выходе лопасти и конструкция отвода – определены заранее. Результаты экспериментов были занесены в таблицы. По ним были построены расходно-перепадные характеристики и подсчитана максимальная полезная мощность насоса для каждого случая, что дало возможность найти оптимальный угол установки лопасти на выходе из полуоткрытого рабочего колеса малорасходного центробежного насоса с кольцевым отводом.

Рассмотрена задача определения оптимального диаметра входа в рабочее колесо при некотором предопределённом фиксированном расходе. Для нахождения оптимального числа лопаток рабочего колеса сформулирован критерий оптимизации (однопараметрической) – напора насоса. При выведении формулы для оптимального диаметра входа в рабочее колесо малорасходного центробежного насоса предполагалось, что все основные конструктивные параметры насоса: частота вращения вала насоса, диаметр выхода рабочего колеса, число лопаток, ширина лопаток на входе и на выходе рабочего колеса, углы установки лопастей на входе и на выходе лопасти и конструкция отвода – определены заранее. Это позволило осуществить однопараметрическую оптимизацию и вывести формулу оптимального диаметра входа в рабочее колесо.

Рассмотрена задача определения оптимальной частоты вращения вала малорасходного центробежного насоса при некотором наперед заданном фиксированном расходе. Был проведен анализ существующих методик выбора частоты вращения валов центробежных насосов. Для них был выявлен существенный недостаток существующих методов выбора частоты вращения валов центробежных насосов – применительно к рассматриваемому типу насосов, при малых величинах подачи необходимость в компромиссе между кавитационными характеристиками и КПД насоса отпадает. Были сформулированы новые критерии, влияющие на выбор оптимальной частоты вращения вала малорасходного центробежного насоса – радиальный габарит и ресурс насоса. Была получена компромиссная кривая ресурс – радиальный габарит.

Рассмотрена задача определения оптимального числа лопаток рабочего колеса при некотором наперед заданном фиксированном расходе. Для нахождения оптимального числа лопаток рабочего колеса сформулирован критерий оптимизации (однопараметрической) – напора насоса. При выведении формулы для оптимального числа лопаток рабочего колеса центробежного насоса предполагалось, что все основные конструктивные параметры насоса: частота вращения вала насоса, диаметры входа и выхода рабочего колеса, ширина лопаток на входе и на выходе рабочего колеса, углы установки лопастей на входе и на выходе лопасти и конструкция отвода – определены заранее. Это позволило осуществить однопараметрическую оптимизацию и вывести формулу оптимального числа лопаток рабочего колеса.Следует отметить, что рассматривается одноступенчатый насос со спиральным отводом с консольной схемой крепления вала.

Осуществлен экспериментальный поиск оптимального числа лопаток при фиксированных основных конструктивных параметрах рабочего колеса: диаметры входа и выхода рабочего колеса, ширина лопаток на входе и на выходе рабочего колеса, углы установки лопастей на входе и на выходе лопасти и конструкция отвода. В качестве испытуемого насоса был взят экспериментальный насос с возможностью частотного регулирования, одноступенчатый, с кольцевым отводом. Были изготовлены рабочие колеса с одинаковыми по форме лопатками, но с разным их количеством у различных рабочих колес. Были проведены испытания насоса с каждым из колес и получены их характеристики, позволяющие сделать вывод об оптимальном числе лопаток рабочего колеса.