Разработка методов расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.13, доктор технических наук Панаиотти, Сергей Семенович

• Панаиотти, Сергей Семенович
• доктор технических наук
• 1997

Оглавление диссертации доктор технических наук Панаиотти, Сергей Семенович

Введение

1. Общая характеристика работы

2. Современное состояние проблемы и задачи исследования

Глава I. Общие соотношения для суперкавитационного обтекания

1.1. Схемы суперкавитационного обтекания круговой и прямой решеток

1.2. Теоретический напор, кавитационный запас и

потери энергии при замыкании каверн

Выводы

Глава 2. Решетка бесконечно тонких пластин

2.1. Годографы вектора приведенной входной скорости

2.2. Конформное отображение области потока на

плоскость годографа сопряженных скоростей

2.3. Интегрирование вдоль пластины

2.4. Связь между размерами решетки и кинематикой потока. Густые решетки

2.5. Положение точки разветвления и распределение скоростей

2.6. Интегрирование вдоль границ свободной струи

2.7. Подвижная густая решетка тонких пластин

Выводы

Глава 3. Решетка пластин конечной толщины

84

3.1. Годограф вектора приведенной входной скорости

3.2. Коэффициент кавитации

95

3.3. Пластина с острыми кромками

TT Р

3.4. Пластина с закругленной входной кромкой

^ Стр. 3.5. Силы трения

Выводы

Глава 4. Экспериментальные исследования

4.1. Экспериментальные устройства и установки для исследования кавитационных течений в осевых и центробежных рабочих колёсах

4.2. Коэффициент силы для осевых рабочих колёс

4.3. Экспериментальная проверка расчетных зависимостей

4.3.1. Экспериментальная проверка зависимости теоретического напора от кавитационного

запаса

4.3.2. Экспериментальная проверка зависимостей для коэффициента кавитации осевых

рабочих колёс

4.4. Сравнительный анализ способов расчета срывного кавитационного запаса осевых рабочих колёс

4.5. Центробежные рабочие колёса

Выводы

Глава 5. Лопастные насосы с высокой всасывающей способностью

5.1. Оптимизация параметров рабочих колёс по частным критериям

5.1.1. Уравнение характеристики лопастной

решетки. Частные виды решеток

5.1.2. Геометрические параметры входного участка рабочих колёс

5.1.3. Ширина и диаметр выхода рабочего колеса

5.1.4. Форма меридианной проекции рабочего колеса . 216 5.Ï.5. Густота решеток, число и углы установки

лопастей на выходе, число рядов лопастей

5.2. Многокритериальная оптимизация параметров рабочих

колес

4 Стр. 5.3. Проектирование рабочих колёс с высокой

всасывающей способностью

5.3.1. Осецентробежные рабочие колёса

5.3.2. Диагональные рабочие колеса с перерасширенным входом

5.3.3. Осевихревая ступень

5.3.4. Двухрядная предвключенная лопастная

система

5.3.5. СК-колесо с малой интенсивностью кавитационной эрозии

Выводы

Заключение

Литература

Приложение

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - эффективное стеснение; С- кавитационный коэффициент быстроходности; Вн- диаметр рабочей камеры, м; БМ- диаметр, м; Ь0 - приведенный диаметр рабочего колеса, м;

о

Р - площадь, м ; Г - степень диффузорности;

2

д - ускорение свободного падения, м/с ; Н - напор, м;

Нт- удельная работа колеса (теоретический напор), м; осевая длина рабочего колеса, м; А/? - кавитационный запас, м; I - мнимая единица;

К0- коэффициент приведенного входного диаметра; I. - длина хорды профиля, м; Л/ - мощность, Вт;

-1

и - частота вращения, мин ; П&- коэффициент быстроходности; р - давление, Па; рнп - давление насыщенного пара, Па; Я - объемный расход, подача, м3/с;

- расходный параметр; Г - радиус, м;

/? - приведенная входная скорость; йе- число Рейнольдса; 5 - ход винтовой поверхности, м; Т- шаг лопастей, м; 1] - окружная скорость, м/с; V- абсолютная скорость, м/с;

б

\д/- комплексный потенциал течения, относительная скорость; 2 - число лопастей, комплексное число; о( - угол абсолютного потока; уЗ - угол относительного потока; Д- угол установки лопасти; ^ - угол заострения лопасти; 6" - угол атаки; ^ - отклонение;

ц - коэффициент полезного действия;

- коэффициент полноты; X - коэффициент силы;

Я - коэффициент кавитации;

р

Ц - динамическая вязкость, кг/м.с ;

о

\) - кинематическая вязкость, м /с;

р - плотность, кг/м ;

6 - толщина лопасти, м;

6 - относительная толщина лопасти;

Т- густота решетки, касательное напряжение;

- коэффициент расхода;

£ - безразмерный кавитационный запас; СО - угловая скорость, с .

Индексы

г- гидравлический, горловина рабочего колеса; к - колесо; нр- критический; /) - лопасть; М - механический; О - объемный; опт - оптимальный; П - потери;

р - расчетный; ц - центробежный; т- меридианный;

0 - выход из подвода, горловина центробежного колеса;

1 - перед входом на лопасти рабочего колеса, перед решеткой

лопастей;

2 - на выходе из рабочего колеса, за решеткой лопастей; 1,П,Ш- первый, второй и третий критический режим кавитации;

- средний арифметический радиус; —- среднее значение, безразмерная величина;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью»

ВВЕДЕНИЕ

I. Общая характеристика работы

Актуальность проблемы обусловлена тем, что повышение всасывающей способности лопастных насосов - это одно из главных направлений развития современного насосостроения. Лопастные насосы с высокими кавитационными коэффициентами быстроходности при заданных кавитационных запасах могут иметь большую частоту вращения, а при заданной частоте вращения они могут работать с меньшими кавитационными запасами. При увеличении частоты вращения уменьшаются габариты и масса одноступенчатых насосов. В многоступенчатых насосах сокращается число ступеней, что упрощает конструкцию, повышает надежность и также уменьшает габариты и массу насосов.

Применение на ТЭС и АЗС конденсатных и питательных насосов с малыми кавитационными запасами уменьшает потребное заглубление плиты гидроизоляции и высоту расположения деаэратора соответственно, что уменьшает капитальные затраты на строительство электростанции.

Повышение частоты вращения питательных насосов судовых паротурбинных установок позволяет создавать одноступенчатые турбонасосы на водяных гидродинамических подшипниках с консольным расположением рабочих колёс турбины и насоса. При этом уменьшается расстояние между подшипниками, возрастает жесткость ротора и уменьшаются габариты и масса насосов. Использование в этих установках шнекоцентробежных конденсатных насосов, способных работать с малыми подпорами, уменьшает габариты конденсационной установки.

Повышение антикавитационных свойств авиационных центробежных насосных агрегатов позволяет уменьшить наддув топливных ба-

ков и увеличить высотность полёта.

Высокая всасывающая способность насосов ракетных двигателей дает возможность уменьшить давление наддува или увеличить частоту вращения вала ТНА, что снижает массу двигательной установки .

Наблюдается тенденция к широкому применению достижений авиационной и ракетной техники для повышения всасывающей способности насосов в криогенной технике, нефтеперерабатывающей, химической и др. отраслях промышленности.

Помимо высокой всасывающей способности к лопастным насосам могут предъявляться и другие требования: высокий КПД, малая интенсивность кавитационных низкочастотных пульсаций давления и расхода, устойчивость к кавитационной эрозии и т.д. При разработке методов расчета и проектирования насосов с высокой всасывающей способностью эти критерии также принимались во внимание.

Основная цель работы - создать методы расчёта и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью, учитывая ограничения на минимальный КПД, интенсивность низкочастотных пульсаций давления и расхода, габариты и др.- критерии.

Хотя для численных исследований и было составлено около 30 машинных программ, создание пакета прикладных программ для проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью не входило в задачу диссертации. Чтобы не увеличивать её объём, алгоритмы в диссертации не приводятся (исключение сделано лишь для многокритериальной оптимизации в п. 5.2) .

Научная новизна.Получено новое решение задачи о суперкавита-ционном обтекании решетки тонких пластин,которое может рассматриваться как обобщение уже известных решений [35,141,102]. Выполнены систематические числовые расчеты угла отставания потока, положения точки разветвления потока, распределения скоростей на лицевой стороне пластины при обтекании решетки с положительными угла-

ми атаки.

Методом годографа скорости решена задача о суперкавитанионном обтекании решетки клиньев с точкой разветвления на вершине клина.

Решение этих двух гидродинамических задач позволило рассчитать возможные варианты обтекания решетки клинообразных пластин с острыми кромками и, в частности, аналитически найти зависимость коэффициента силы от размеров решетки и направления набегающего потока.

Для решетки пластин с закругленной входной кромкой аналогичная зависимость найдена с использованием теории подобия и имеющихся в литературе результатов кавитационных испытаний шне-коцентробежных насосов, а также специально проведенных автором испытаний одиночных осевых рабочих колёс.

Исследована зависимость коэффициента кавитации от угла относительного потока, угла атаки и относительной толщины лопасти. Установлено, что при фиксированном направлении потока перед решеткой существует оптимальный угол атаки лопасти, обеспечивающий минимум коэффициента кавитации. Получены простые формулы для оптимального угла атаки и минимального числа кавитации, удобные для приближенных расчётов.

Формула для коэффициента кавитации решетки пластин вместе с найденным эмпирическим коэффициентом силы применена для расчёта на кавитацию центробежных рабочих колёс.

Опубликованные в отечественной и зарубежной литературе формулы для расчета срывного кавитационного запаса осевых рабочих колёс преобразованы к единому "стандартному" виду, что позволило сравнить существующие способы расчета. Указаны их недостатки и область применения.

Найдены оптимальные по частным критериям параметры осевых

и центробежных рабочих колёс: коэффициент приведенного входного диаметра, углы атаки, закон изменения углов и толщин лопасти вдоль входной кромки, густота решеток и др.

Метод многокритериальной оптимизации параметров с применением ЛП-поиска [121] адаптирован для оптимального проектирования диагональных и осевых рабочих колёс. Этот метод рекомендован и для проектирования всей проточной полости лопастного насоса.

Достоверность результатов. Расчетные схемы суперкавитацион-ных течений в решетках основаны на данных визуальных наблюдений, скоростной киносъемки, фотографии и т.д. Уравнения, описывающие эти течения выведены с использованием основных уравнений гидромеханики: неразрывности, энергии и количеств движения. Задачи обтекания решеток решены классическим методом годографа скорости. Вязкость жидкости учтена по теории пограничного слоя. При проверке расчетных зависимостей для нескольких десятков осевых и центробежных рабочих колёс получено хорошее согласие с экспериментом.

Практическая ценность и реализация. Предложенные методы расчета и проектирования реализованы при: модернизации нефтяного магистрального насоса во ВНИМАЭН, г.Сумы; разработке первой ступени насоса для пропан-бутана на Турынинской газозаправочной станции, АО "Калугаоблгаз"; создании метанового насоса автозаправщика для АО "Криогаз", г.Екатеринбург; выполнении проектно-конструкторских работ по созданию новых насосов ЖРД в НЙИТП, г.Москва (Исследовательский центр им. М.В.Келдыша).

Результаты работы внедрены в учебный процесс. В ходе курсового и дипломного проектирования по курсу "Теория и расчет лопастных гидромашин" и чтении курса "Автоматизация проектных расчётов гидромашин" используются методические указания [82].

Соответствующие акты приведены в Приложении.

Апробация. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в статьях[70,74,75,ИЗ,114] и 8 научно-технических отчетах. В 1976-91 гг.связанные с темой диссертации работы выполнялись по Плану НИР КФ МВТУ им. Н.Э.Баумана, а в 1980-90 гг. - по Плану фундаментальных и поисковых НИР MOM. В этот период работы по теме "Разработка высокоэффективных лопаточных машин длительного ресурса" выполнялись согласно Постановлению СМ СССР для НИИТП и регулярно обсуждались в этой организации. Диссертационная работа целиком или частично докладывалась на Международной конференции "Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика11 (МПУ им. Н.Э.Баумана, Москва, 1994), на Международной науч.техн. конференции "Гидромеханика, гидромашины, гидропривод и гидропневмоавтоматика" ( МЭЙ, Москва, 1996), на науч.-техн. конференции "Техническая гидромеханика", посвященной 150-летию со дня рождения Н.Е.Жуковского ( МГТУ дал. Н.Э.Баумана, Москва, 1997). Кроме того, отдельные результаты исследований докладывались на 8 научно-технических конференциях в Калужском филиале МГТУ им. Н.Э.Баумана в 1977-96 гг. Об основных результатах работы сообщалось на постоянно действующем семинаре по лопаточным машинам кафедры 202 Московского государственного авиационного института и на научном семинаре кафедры Э-10 МПУ им. Н.Э.Баумана в 1996 г., в Научно-исследовательском и экспериментально-конструкторском центре ОКБ АО "Калужский турбинный завод" в 1996 г.

Автор считает своим долгом отметить, что данная работа стала возможной благодаря вниманию, советам и интересу к результатам исследований, который постоянно проявлял проф. С.С.Гуднев. При написании главы 1 и частично глав 2 и 3 использованы результаты, изложенные в совместных с проф. С.С.Рудневым, доц. И.В.Матвеевым и инж. А.Л.Наймушиным статьях [115,114] и отчете [93].

Задачи о форме каверны в п.2.6 и обтекании решетки клинообразных пластин с положительным углом атаки в п. 3.3. решены прого.С.С.Рудневым [43,93]. При написании диссертации автор дополнил последнюю задачу расчетом распределения скоростей и выполнил численные исследования.

Выражается благодарность инж. А.Л.Наймушину и А.И.Савельеву за помощь в экспериментальных исследованиях и составление программ для ЭВМ, совместно с которыми опубликованы работы [114,79-86] и составлены отчеты о НИР [93,94] и др. Эти материалы использованы при написании глав 4 и 5. Автор благодарит к.т.н. й.В.Матвеева и В.А.Хабецкую за помощь в расчетах рабочего колеса с перерасширенным входом, а также к.т.н.В.Й.Мелащенко, К.Н.Шестакова, Б.Н.Чу-маченко, М.М.Кочеткова, В.Г.Тазетдинова, Ю.Н.Васильева, инж. В.Ф.Солодченкова и Э.Д.Лунаци, д.т.н. А.С.Шапиро и В.Й.Петрова за предоставленную тли информацию. Диссертант выражает также глубокую признательность д.т.н. Д.Н.Попову и д. ф.-м.н. Г.К.Боро-вину за замечания по содержанию диссертации и помощь в применении метода ЛП-поиска для решения задачи оптимального проектирования рабочих колёс.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы (161 наименование) и приложения. Общий объём работы: 289 страниц машинописного текста, 24 таблицы, 110 рисунков.

2. Современное состояние проблемы и задачи исследования

Проблема расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью для различных отраслей промышленности требует дальнейших исследований явления кавитации. Задача осложняется тем, что во многих случаях высокая всасывающая способность должна сочетаться с высоким КПД, низким уровнем низкочастотных

пульсаций давления и расхода, устойчивостью к кавитационкой эрозии и другими требованиями.

В настоящее время разработаны гидродинамически совершенные кольцевые и полуспиральные подводы, спиральные и лопаточные отводы насосов [11,12,14,21,67]. Нерасчетные режимы больших подач, когда возможна кавитация в отводе, встречаются сравнительно редко [14, 122]. В этих условиях всасывающая способность, КПД и др. показатели в значительной степени определяются рабочим колесом. Поэтому основное внимание следует сосредоточить на расчете и проектировании рабочих колёс.

Рассмотрим кавитационные течения в рабочих колёсах, их связь с напором, мощностью и др. внешними характеристиками лопастных насосов, а на основании этого и возможный подход к расчету лопастного насоса на кавитацию.

При кавитационном обтекании как изолированных профилей, так и профилей в рабочих колёсах насосов могут возникать и развиваться кавитационные течения различной формы, т.е. вида или типа. По физическим особенностям возникновения и развития кавитации будем различать несколько форм кавитационных течений.

Пузырьковая ( пузырчатая) кавитация обычно развивается около тел с плавными обводами, эпюра распределения давлений на поверхности которых лишена резких пиков разряжения [27,87],а невозмущенный поток содержит достаточно крупные ядра кавитации с радиусом в несколько десятков мкм [20,74]. Перемещаясь вместе с потоком жидкости, ядра попадают в зону пониженного давления на профиле и начинают расти. При числах кавитации Л <!рт1п! за точкой минимума давлений на профиле их радиус увеличивается в десятки раз и вблизи профиля наблюдаются отдельные сферообразные пузыри, которые замыкаются ниже по течению (рис.1). Согласно наблюдениям [74], пузырьковая кавитация ни в одну из описанных ниже форм кавитации не переходит. Фотографии и последовательные кинокадры

■£4"."Vi

ijKSi

Рис. I. Пузырьковая кавитация на симметричном 20% профиле серии NACA при нулевом угле атаки. Хорда профиля L ~ 50 мм, скорость набегающего потока Иа* = 8,41 м/с, минимальный коэффициент давления р^.^ = - 0,94

{Veo = 18 ... 30,5 м/с, А/ = 50,5 ... 200 Гц, Б = 12,7 ... ... 50,8 мм) :

А - формирование и рост каверны; В - возвратное течение ( заполнение каверны ) ; С - отрыв каверны

пузырьковой кавитации на крыловых профилях, осесимметричных телах и лопастях гребного винта приведены, например, в работах[20, 26,27,48,87,146]. Систематические расчеты пузырьковой кавитации на профиле выполнены, в частности, работе [20].

Вихревая кавитация. Если беекавитационное обтекание лопасти сопровождается срывом вихрей, то давление минимально в их центральной части (ядре; .При уменьшении числа кавитации до некоторого критического значения в ядрах вихрей образуются паровые или парогазовые полости неправильной формы. Область кавитации располагается ниже по течению за входной кромкой лопасти на некотором расстоянии от её поверхности. Ице ниже по течению пар конденсируется, вихри становятся невидимыми и в потоке остаются лишь мелкие пузырьки неконденсирующегося воздуха. Зта форма кавитации наблюдалась при обтекании изолированных пластин с заостренной передней кромкой, кругового цилиндра, крылового профиля с большим углом атаки Г 87]. Такая же кавитация возникала на лопастях шнеков [21] и в рабочем колесе центробежного насоса с заостренными входными кромками лопастей [751. В соответствии с наблюдениями [74,75] при уменьшении числа кавитации вихревая кавитация в узком диапазоне чисел кавитации переходила в струйное кавитаци-онное течение.

Струйное квазистационарное кавитационное течение характеризуется наличием на лопасти полости (каверны), граница которой с жидкостью служит границей раздела газообразной и жидкой фаз. Иногда эту границу называют пленкой, а кавитацию пленочной [26, 27,87]. Течение нестационарно только в хвостовой части каверны, где она замыкается с образованием вихрей. Вверх по течению от области замыкания граница каверны обычно гладкая и прозрачная. Иногда эта граница бывает "шероховатой" или на ней наблюдаются отдельные продольные "царапины" - следы микронеровностей поверх-

ности лопасти вблизи места отрыва струи. При уменьшении числа кавитации форма течения не изменяется, увеличивается лишь длина каверны, а число кавитации приближается к своему минимальному значению, отвечающему режиму суперкавитации с длинной каверной, замыкающейся далеко за профилем.

Струйное нестационарное кавитащонное течение исследовано и описано, например, в работах [44,87]. Оно характеризуется периодическим образованием каверн (рис. 2). Согласно данным скоростной киносъёмки [74] оторвавшаяся каверна представляет собой паровую или парогазовую полость , а не скопление отдельных пузырьков. Используя данные работы [44], нетрудно установить, что периодичность образования каверн характеризуется числом Струхаля > которое уменьшается с уменьшением числа кавитации. Аналогичный результат получен для поперечного обтекания кругового цилиндра, где при Л = 2,4 ... 1,4 число 5/7 = 0,31 ... 0,24 соответственно [154]. В работе [144] приведен численный расчет струйного нестационарного течения, удовлетворительно согласующийся с экспериментом.

При струйных квазистационарных или нестационарных течениях около изолированных профилей или профилей рабочих колёс лопастных насосов имеющиеся в жидкости кавитационные ядра движутся вдоль границы каверны с низким давлением. Однако при скоростях движения воды 20 ... 40 м/с не наблюдалось одновременное развитие пузырьковой кавитации [20,93].

Авторы работ [44,87] указывают на важную роль пограничного слоя в возникновении кавитации, а в работе [27] и условия возникновения самих форм кавитации связываются с характеристиками пограничного слоя.

Наблюдения за развитием кавитации в одиночных и осевых пред-включенных рабочих колёсах (шнеках) , а также в центробежных ко-

лёсах с высокой всасывающей способностью выполнены, например, в работах [21,75]. В таких колёсах обычно применяются лопасти с тонкими заостренными входными кромками. Первые признаки кавитации обнаруживаются вблизи входной кромки на стороне разряжения лопасти в её периферийных сечениях. Авторы работы [21] полагают, что кавитационные полости возникают в ядрах микровихрей, образующихся в зоне отрыва пограничного слоя. Одновременно с появлением кавитации вблизи входной кромки может возникать кавитация в вихре, образующемся при перетекании жидкости через радиальный зазор. Затем на входной кромке лопасти образуется квазистационарная каверна с четкой прозрачной границей ( струйное квазистационарное ка-витационное течение).При дальнейшем уменьшении кавитационного запаса каверна удлиняется, пульсации в хвостовой части усиливаются. Когда длина каверны становится примерно равной шагу лопастей, возрастает скорость удлинения каверны и весьма небольшое уменьшение кавитационного запаса сильно увеличивает её длину [211. Такому состоянию потока в колесе с густой решеткой Г>1,5 обычно соответствует II критический режим кавитации, при котором начинается резкое падение напора и мощности на кавитационной характеристике. Если продолжать уменьшать кавитационный запас, то каверны выходят за пределы колеса и замыкаются в потоке жидкости. При длине каверны U / Г = 3 ... 4, возможно лишь увеличение её длины при практически неизменных значениях кавитационного запаса и подводимой к рабочему колесу мощности. Такое предельное струйное квазистационарное течение с длинными кавернами, замыкающимися в потоке жидкости, и минимальным кавитационннм запасом соответствует III критическому режиму суперкавитации. В зависимости от геометрии и режима работы осевого колеса описанная картина развития кавитации может иметь те или иные особенности: разные длины каверн вблизи втулки и наружного диаметра, локальные каверны и т.д.

На лопастях рабочих колёс с заостренными входными кромками не наблюдалась пузырьковая кавитация. По-видимому, причина состоит в том, что условие плавности распределения давлений не реализуется - на входной кромке лопасти существует пик разряжения и развивается струйное течение.

Как бы ни развивалась кавитация в осевой рабочем колесе, на предельном режиме имеется струйное квазистационарное течение с замыканием каверн за колесом. На рис. 3 представлена характеристика Л/г =/ фотография и схема абсолютного течения, соответствующие точке С характеристики. Поток перед колесом осевой, без закрутки. Течение фотографировали с выдержкой ~40 мкс и наблюдали при стробоскопическом освещении и в свете лампы накаливания через прозрачные стенки цилиндрической рабочей камеры. Поток воды перед рабочим колесом содержал воздушные пузырьки. Наблюдения показали, что траектории пузырьков до колеса параллельны оси вращения. На лопастях рабочего колеса имелись стационарные каверны, замыкающиеся за колесом, которые в свете лампы накаливания выглядели как крупные полосы, наклоненные к оси под углом <р . Каверны замыкались внезапно, что сопровождалось образованием вихрей. Вследствие повышения давления за областью замыкания и дробления пузырьков воздуха, за рабочим колесом они имели меньший размер, чем перед ним. Количество пузырьков увеличивалось, а угол^ наклона траекторий ухр. Третьему критическому режиму суперкавитации соответствовало такое же течение, как на рис. 3,но с более длинными кавернами.

Рассмотрим далее картину развития кавитации в центробежном колесе [75]. Типичная кавитационная характристика при положительном угле атаки представлена на рис. 4. Так как заостренные входные кромки обтекаются со срывом вихрей, то при кавитационном запасе А/?0 возникает кавитация в вихрях. Кавитационные полости неправильной Формы располагаются на некотором расстоянии от входной

Ь)

Рис. 3. Кавитационная характеристика (а) , фотография (б) и схема абсолютного течения (в) в шнеке постоянного хода № М00 при Q. = 0,0298 м3/с, л = 1500 мин^1:

1 - отдельные пузырьки воздуха; 2 - рабочее колесо; 3 - свободные струи; 4 - множество мелких пузырьков воздуха

Рис. 4. Кавитационная характеристика насоса f?s = 95 при Q = 0,005 м3/с и П = 2750 мин'1 (D, = 70 мм, Д? = 126 мм, ft = 14,2 мм, Ь2 = 8,4 мм, Z= 6, уЗ^ = 30°, = 24° ) : А - бескавитационное течение; В - вихревая кавитация; С - струйное нестационарное течение; D - струйное квазистационарное течение; Ef и Е2 - точки, в которых частота отрыва каверн А/ = 22,9 и 15,3 Гц соответственно

кромки вниз по потоку. По мере уменьшения кавитационного запаса кавитация в вихрях усиливается: растут размеры области кавитации и возрастает суммарный уровень L воздушного шума, измеренного в диапазоне 50 ... i0 ООО Гц. Аналигичный вид имеет кривая виброускорения корпуса насоса . Вихревая кавитация не влияет на напор Н и гидравлическую мощность насоса А(г . При последующем понижении кавитационного запаса вихревая кавитация переходит в нестационарное течение с отрывом струй, гидравлическая мощность и напор начинают уменьшаться - I критический режим. Далее растут уровни шума, ускорения и размеры каверн. Место их захлопывания смещается вниз по потоку, а частота отрыва уменьшается. На кинематически подобных Q /nD3 = const и подобных по кавитации gAh /ПгВг~ const режимах безразмерная частота отрыва каверн, как и для осесимметричных тел на рис. 2 постоянна. Затем еще раз изменяется форма кавитационного течения. Отрыв каверн прекращается, на всех лопастях образуются квазистационарные каверны с вихревым замыканием, уровень шума сильно падает и начинается быстрое уменьшение напора и мощности -11 критический режим. При последующем уменьшении кавитационного запаса увеличиваются длины каверн, уменьшаются напор и мощность, и они вместе с кавитационным запасом приближаются к своим предельным минимальным значениям, соответствующих Ш критическому режиму суперкавитации. Штриховые линии на рис. 4 служат границами четырёх областей, характеризующихся различной формой течения. Как и в осевом рабочем колесе, на предельном режиме в центробежном колесе наблюдается струйное квазистационарное течение с замыканием каверн за рабочим колесом. На рис. 5 представлена фотография этого течения. Значения &h, Н иА/г практически соответствуют таковым для Ш критического режима. При отрицательных углах атаки также наблюдаются вихревая кавитация, нестационарное течение с отрывом струй и квазистационарные каверны. Однако, суперкавитационное течение

Рис. 5. Струйное квазистационарное течение с замыканием каверн за рабочим колесом при положительном угле атаки: 1 - подводящий трубопровод; 2 - рабочее колесо; 3 - каверна; 4 - свободная струя; 5 - область вихревого замыкания каверн; б - сплошной поток воды

1600 МО 1200 1000

4.5 4 7 4.5 5.1 5.3 К0

Рис. 6. Кавитационные испытания на воде модельного и натурного насосов Пи/Пм = 8,9 , ~ 1>42 :

в - натура, = 0,036; | - модель, б/ = 0,05;--расчет при

X = 0,41, 0,036

носит более сложный характер и соответствует рис.1.1,б.

Рассмотрение роста одиночного кавитационного ядра показывает, что при условии геометрического и кинематического подобия число кавитации является далеко не единственным параметром подобия. Поверхностное натяжение жидкости, скорость потока, размеры обтекаемого профиля и др. также влияют на возникновение и развитие пузырьковой кавитации. Приведенные в работе [87] данные свидетельствуют о сильной зависимости критического числа возникновения вихревой кавитации на дисках и продольно обтекаемых цилиндрах с плоскими торцами от числа Рейнольдса. В противоположность этим двум формам кавитации, в тех случаях, когда можно пренебречь внешними массовыми силами, развитое струйное квазистационарное кавита-ционное течение, по всей вероятности, полностью определяется числом кавитации, подсчитанным по давлению насыщенного пара рнп при температуре жидкости.

Давление в каверне рк может и не равняться^. Так например, в работах [74,89] показано, что при больших содержаниях растворенных в жидкости газов рк> рнп • Если лопастной насос работает на горячей жидкости, наблюдается противоположный эффект: ри<рнп [89,107]. Однако, как свидетельствуют расчеты и эксперименты [74,89], если не рассматривать такие особые случаи, можно полагать рн =рнп* Если же р^ ^ рип 9 то число кавитации следует подсчитывать по давлению в каверне.

Исходя из описанной выше картины струйных кавитационных течений, общей теории подобия С1183 и ограничиваясь случаем работы лопастных насосов с кавитацией на жидкостях, не обладающих термодинамическим эффектом кавитации и без примешенного или растворенного газа, можно заключить следующее. При соблюдении геометрического подобия ограничивающих область потока поверхностей, кинематического подобия для скоростей на границах области потока, равен-

стве чисел Рейнольдса /?е = 11В/т) и Зйлера Ей /,2 будут иметь

место: кинематическое подобие потоков внутри области, динамическое подобие для перепадов давлений в сходственных точках внутри области. Опыт показывает, что при больших числах Рейнольдса существует достаточно широкая область автомодельности по этому параметру. Поэтому безразмерные кавитационные характеристики и соответственно критические кавитационные запасы модели и натуры должны быть одинаковыми. На рис. 6 приведены Сж при различных для модельного и натурного одноступенчатого центробежного насоса

= 105, испытанного на воде [60]. Принимая во внимание некоторое отклонение от геометрического подобия толщин входных кромок лопастей и разброс точек, можно сделать вывод о достаточно точном выполнении закона подобия при кавитации. Аналогичные результаты дают рис. 4.17 и 4.31.

На основании вышеизложенного приходим к выводу, что при работе лопастного насоса на простой однокомпонентной жидкости, не содержащей примеси нерастворенного газа, резкое падение напора и мощности насоса на кавитационной характеристике вызывается развитием отрывного обтекания лопастей рабочего колеса с образованием на них профильных каверн. У насосов с высокой всасывающей способностью, рабочие колёса которых имеют густые решетки, 1 критический режим на кавитационной характеристике часто вообще не обнаруживается и наибольший интерес представляет II критический режим. Соответствующий ему кавитационный запас близок к , который можно рассчитать по теории струй.

Рассмотрим существующие способы расчета критических кавита-ционных запасов. Задача об отрывном обтекании решетки пластин с кавернами бесконечной длины была впервые решена Н.Е.Жуковским в 1890 г.[35]. Обобщение этого решения выполнено С.А.Чаплыгиным и А.П.Минаковым [35]. В этих работах получены данные для расчета

гидравлических турбин. В связи с созданием скоростных суперкави-тирующих гребных винтов более простое решение той же задачи получили Бетц и Петерсон [141], подтвердив теорию экспериментами на неподвижных решетках пластин. Одна из первых попыток применения теории Г141] для объяснения кавитационного срыва характеристик центробежного насоса предпринята, по-видимому, в работе [145].

В 50 гг. в связи с разработкой новых судовых питательных турбонасосов, конденсатных и питательных насосов для ТЭС и АЭС, насосных агрегатов для ЖРД началось интенсивное исследование кавитации в лопастных насосах [30,31,133,134,63,128,140]. В это же время предпринимаются попытки аналитически рассчитать кавитационный запас для второго (срывного) критического режима кавитации центробежных и шнекоцентробежных насосов. Так, автор работы [140]установил, что экспериментальные минимальные коэффициенты кавитации шнеков постоянного хода примерно вдвое превышают расчетные по теории суперкавитационного обтекания решетки тонких пластин.

В работе [133] из уравнений расхода, энергии и количеств движения для суперкавитационного обтекания подвижной густой решетки тонких пластин получены уравнения для коэффициента кавитации и срывного кавитационного запаса, причем последний качественно согласовывался с экспериментом для центробежных рабочих колёс. Уравнение для коэффициента кавитации Ax~tgpt положено в основу эмпирической формулы. Оптимизация формы центробежных колёс с использованием этой формулы в сочетании с экспериментальными исследованиями позволили довести кавитационный коэффициент быстроходности центробежных рабочих колёс до СЕ = 1800 ... 2000 и разработать новые конденсатные и питательные насосы для ТЭС.

Используя для первых ступеней конденсатных и питательных насосов Пs = 80 ... 120 с толстым проходным валом осецентробежные рабочие колёса с развитым в осевом направлении входным участком,

автору работы [37] удалось получить Сд = 1500 ... 1600 и увеличить КПД до ~ 70%. В дальнейшем при сохранении достигнутой всасывающей способности КЦД увеличился до-80% [97,123]. Однако расчет осецен-тробежных колёс на кавитацию отсутствовал вплоть до выполнения работы [123], в которой использовались данные [113].

В работах [21,122] обобщены сведения о всасывающей способности высокооборотных центробежных рабочих колес и предложена эмпирическая формула для коэффициента кавитации .

Предвключенные осевые рабочие колёса, по-видимому, впервые начали применяться на Калужском турбинном заводе. Аналитическая формула для расчета коэффициента кавитации Лд^ТсВ'тЬВ'т^ пред-включенного колеса, приведенная в работе [30] , использовалась для оптимизации параметров осецентробежной ступени в последующих работах [31,32].Как показал анализ вышеупомянутой формулы в п.4.4, она имеет весьма ограниченную область применения. Тем не менее, высокооборотные судовые питательные турбонасосы с такими пред-включенными колесами обладали высокими Сд = 3000 ... 4000.

В работе [108] рассмотрено суперкавитационное обтекание подвижной решетки тонких пластин и получены формулы для размеров решетки, коэффициента подъёмной силы, теоретического напора и коэффициента кавитации. Предложена методика расчета всасывающей способности осевого предвключенного рабочего колеса с решеткой пластин. Толщина входной кромки пластины не учитывалась.

В связи с исследованиями кавитации в турбонасосах ЖРД в работе [155] решена задача об отрывном стационарном обтекании потенциальным потоком полубесконечной решетки тонких пластин с кавернами конечной длины. Как частный случай исследовано обтекание решетки с кавернами бесконечной длины. Расчеты подтверждают, что для шнеков с густыми решетками ДЬЖ « дИщ .Во второй части [156] этой работы описана картина развития кавитации в шнеке постоян-

ного хода и выполнена экспериментальная проверка полученных соотношений на 15 одиночных шнеках. Экспериментальные ьЬш в 2 ... 3 раза превысили расчетные. Даже после введения некоторого корреляционного параметра точность расчетов кавитационного запаса недостаточна для практики, особенно для шнеков с малыми углами установки лопастей.

В статье Г1093 описана картина развития кавитации в осевом колесе, исследовано влияние на критический кавитационный запас толщины и формы входных кромок лопастей, получены уравнения для теоретического напора, потерь энергии при замыкании каверн, кавитационного запаса решетки тонких пластин, кавитационного коэффициента быстроходности суперкавитирующих рабочих колёс и изложены соображения по проблеме увеличения частоты вращения лопастных насосов.

Несмотря на заметное влияние на коэффициент кавитации конечной толщины входной кромки лопасти, на которое обращается внимание в работах [109,110,156], рассчитать действующую на кромку силу и учесть это влияние удалось лишь в 1973 г., когда проф.С.С.Рудневым были опубликованы работы [43,104]. Примерно в это же время д.т.н. А.С.Шапиро предложил другой приближенный способ расчета этой силы и впервые получил хорошее согласие теоретических срывных коэффициентов кавитации с экспериментальными для высокооборотных шнекоцентробежных насосов, что открыло путь для внедрения теории струй в расчетную практику [21]. В дальнейшем появилось ещё несколько работ [88,119,122,129,137], в которых предлагались разные способы расчета срывного коэффициента кавитации. Следует отметить эмпирические формулы работ [129,157,159], учитывающие конечную толщину лопасти. Более подробный анализ существующих способов расчета срывного кавитационного запаса представлен в п. 4.4,где указаны их недостатки и область применения.

Отметим, что в сочетании с теорией вихревой "несущей" линии теория отрывного обтекания плоской решетки применяется для расчёта осевых насосов с СК-колесами [40,64].

Результаты исследований обтекания решеток тонких и телесных профилей с кавернами конечной и бесконечной длины систематизированы в работах [24,28,40].

Следовательно, кавитационный запас ьЬщ рабочего колеса можно рассчитывать по схеме суперкавитационного потенциального обтекания решетки с кавернами бесконечной длины (схема Кирхгофа). С этой целью необходимо решить соответствующие задачи суперкавитационного обтекания.

Для расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью необходимы данные о работе лопастных колёс не только в условиях кавитации, но и при бескавитационном обтекании. Известны методы расчета рабочих колёс с высоким КПД, основан-

4

ные на гидродинамической теории решеток и теории пограничного слоя, например [34,46]. Обследование ступеней промышленных насосов с высокой всасывающей способностью, результаты испытаний которых опубликованы в работах [60,94,101,123], показало следующее. Рабочие колёса насосов низкой и средней быстроходности, рассчитанные по упрощенной схеме равноскоростного меридианного потока с использованием данных гидродинамической теории плоских решеток [105] и решеток в слое переменной толщины [12], и спрофилированные согласно работам [56,Ш], обладают высоким КПД. Кроме того, одна из основных целей диссертации - это создание новых методов расчета на кавитацию. Следовательно, в первом приближении можно ограничиться простыми традиционными способами проектирования рабочих колёс, с учетом особенностей, связанных с высокой всасывающей способностью и предложить следующую схему расчета характеристик

Находим напор Hi и теоретический на-

пор Ни в отсутствие кавитации и вычисляем д11ш (рис. 7), Допустимый кавитационный запас определяется какй^ап =НаЬш , где Н> 1 -коэффициент запаса, зависящий от допустимого падения напора,условий эксплуатации насоса и др.

Так как лопастные насосы с высокой всасывающей способностью работают в режимах развитой кавитации со значительным объемом парогазовых полостей, то в гидравлических системах с такими насосами могут возникать кавитационные низкочастотные пульсации давления и расхода (НПДР). Последние вызывают вибрацию системы, дополнительные динамические нагрузки, резонансные и другие вредные явления. Исследованию кавитационных НПДР посвящена монография [162]. Различные способы подавления кавитационных НПДР описаны, например, в работе [50]. Существенное уменьшение интенсивности кавитационных НПДР достигается при установке вокруг осевого рабочего колеса неподвижной решетки лопастей [3-6, 38,46]. Поэтому в диссертации в качестве нового средства борьбы с НПДР рекомендуется неподвижная решетка лопастей ( надроторное устройство или осе-вихревая ступень).

Для насосов с высокой всасывающей способностью и длительным ресурсом работы усиливается опасность кавитационной эрозии. Рассмотрение литературных источников [21,27,87,97,122] и др. показало, что эта проблема решена лишь частично. При проектировании лопастных насосов в диссертации предлагается использовать общеизвестные способы снижения интенсивности кавитационной эрозии; СК-колёса, осевые рабочие колёса с клиновидными лопастями, осевые колёса с увеличенным радиальным зазором, лопасти с надкрылками в осевых и осецентробежных рабочих колёсах, эрозионно-стойкие материалы типа

162. Пилипенко В.В., Задонцев В.А., Натанзон М.С. Кавитащ-онные автоколебания и динамика гидросистем. - М.: Машиностроение, 1977. - 352 с.

,*/Л2

Рис. 7. Расчет характеристики напор-кавитационный запас ( шнек Р 35е, <7, = 0,46, Д* = 15,2°, £,*= 0,011, = 2,6)

нержавеющей стали и сплавов титана.

Техническое задание на проектирование лопастных насосов с высокой всасывающей способностью помимо требований высокого КПД, низких интенсивностей НПДР и кавитационной эрозии может содержать и другие, которые также приходится принимать во внимание.

Экспериментальные и теоретические исследования кавитации в лопастных насосах в 50-90 гг. обобщены в монографиях [1,14,21,42, 66,67,91,129] и обзоре [-147], снабженных обширной библиографией.

Задача оптимального проектирования проточной полости лопастного насоса многокритериальная. В настоящее время разработаны различные методы решения таких задач [22,34,65,67,121]. В последнее время стали интенсивно применяться поисковые методы оптимального проектирования и ,в частности, метод ЛП-поиска [121], Этот метод последовательностей независимых испытаний имеет преимущества по сравнению с другими методами. Как сообщают авторы работы [17], согласно методу ЛП-поиска наилучшие решения выбирает конструктор, а работающая в интерактивном режиме ЭЕМ лишь помогает составлять удобные таблицы испытаний, отбирать перспективные варианты, определять возможности компромиссов. При этом полностью используется опыт, знания и интуиция конструктора, которые нельзя формализовать. Указанный метод можно применять и в тех случаях, когда невозможно записать формулу для критерия качества. Следовательно, необходимо адаптировать этот метод для оптимального проектирования проточных полостей лопастных насосов.

На основании вышеизложенного приходим к выводу, что для создания методов расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью с учетом других требований, определяемых назначением и условиями работы насосов, необходимо решить следующие задачи.

1. Решить гидродинамические задачи плоского потенциального

суперкавитационного обтекания решетки клинообразных пластин конечной толщины.

2. Выполнить численные исследования гидродинамических характеристик суперкавитирующих решеток. В частности, найти зависимость коэффициента кавитации от размеров решетки и направления набегающего потока и оптимизировать форму решёток по минимуму коэффициента кавитации.

3. Разработать методику расчета срывного кавитационного запаса осецентробежных рабочих колёс.

4. Исследовать кавитационные течения в осевых и центробежных рабочих колёсах и выполнить экспериментальную проверку расчетных зависимостей.

5. Используя полученные в диссертации данные о суперкавита-ционном течении в решетках и обобщая известные данные о бескави-тационном течении в осевых и центробежных рабочих колёсах, решить задачи оптимизации параметров рабочих колёс по частным критериям. Адаптировать метод многокритериальной оптимизации параметров с применением ЛП-поиска для проектирования рабочих колёс и других элементов проточной полости лопастных насосов.

6. Результаты теоретических исследований довести до практического применения при проектировании лопастных насосов с высокими параметрами и выполнить их модельные или натурные испытания.

Заключение диссертации по теме «Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты», Панаиотти, Сергей Семенович

Выводы

1. При расчёте теоретического напора центробежных рабочих колёс низкой и средней быстроходности с одно- и двухрядными решетками можно пользоваться расчётами и диаграммами проф.С.С. Руднева [105] для плоской круговой решетки с тонкими логарифмическими лопастями, а для рабочих колёс высокой быстроходности - расчётами вращающихся гидродинамических решёток тонких профилей на поверхностях тока равноскоростного меридианного потока в слое переменной толщины проф. О.В. Байбакова [И].

2. На основании известных сведений о бескавитационном течении в рабочих колёсах, полученных новых данных о суперкавитаци-онном обтекании решеток, поверочных расчетов проточных полостей, анализа конформных диаграмм, формы меридианных проекций, кавитационных и энергетических характеристик найдены оптимальные по частным критериям параметры осевых и центробежных рабочих колёс: коэффициент приведенного входного диаметра, углы атаки, закон изменения углов и толщин лопасти вдоль входной кромки, коэффициенты наружного диаметра и ширины, форма меридианной проекции, густота решеток, число и углы установки лопастей на выходе, число рядов лопастей.

3. Метод многокритериальной оптимизации параметров с применением ЛП-поиска адаптирован к проектированию осевых рабочих колёс с высокими всасывающей способностью, КПД, малыми габаритами и рекомендован для оптимизации всей проточной полости лопастного насоса, включая подвод и отвод.

4. Применение осецентробежных рабочих колёс с оптимальными геометрическими параметрами в высокооборотных шнекоцентробежных насосах /7$ = 80 . 120 взамен рабочих колёс традиционной формы позволило увеличить КПД насосов примерно на 10%.

Для серийного магистрального нефтяного насоса НМ-2500-230 спроектировано оптимизированное по максимуму всасывающей способности при ограничениях на осевые и радиальные размеры и минимальный КПД новое осецентробежное рабочее колесо. Критический кавита-ционный коэффициент быстроходности увеличен примерно на 30%.

Предложенные в диссертации методы расчёта и оптимизации использованы при проектировании диагонального насоса Пв = 200 с высокими всасывающей способностью = 4200, коэффициентом напора H = 0,5 и полным КПД ^ = 0,78. Одно рабочее колесо с перерасширенным входом и трёхрядной решеткой лопастей заменяет шнек, обеспечивающий высокую всасывающую способность, и центробежное колесо, обладающее большим коэффициентом напора. Поэтому такой насос - конкурент шнекоцентробежному насосу.

В качестве предвключенных лопастных систем в насосах со сверхвысокой всасывающей способностью, работающих в широком диапазоне подач, целесообразно использовать осевихревые ступени. Снабженный такой ступенью герметичный центробежный насос fis = 40 для сжиженного природного газа устойчиво работает в широком диапазоне подач и обладает Сд > 6000 при весьма благоприятной форме кавитационных характеристик.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании наблюдений за развитием кавитации в осевых и центробежных рабочих колёсах предложены расчетные схемы супер-кавитационного течения в плоских круговой и прямой решетках. Найдены общие соотношения, характеризующие работу решеток в условиях суперкавитации.

2. Методом годографа скорости получено новое решение задачи о суперкавитационном обтекании решетки тонких пластин. Систематические числовые расчёты позволили выяснить углы отставания потока на выходе из решетки, положение точки разветвления, распределение скоростей вдоль пластины и форму каверны. Исследована работа подвижной густой решетки тонких пластин в режиме суперкавитации. Рассчитаны возможные варианты обтекания без локальных каверн решетки пластин конечной толщины с клинообразной входной кромкой. Используя методы подобия и размерностей и экспериментальные данные, рассмотрена задача о суперкавитационном обтекании решетки пластин с закругленной входной кромкой. Решение вышеупомянутых задач позволило рассчитать все гидродинамические характеристики решетки в условиях суперкавитации и, в частности, коэффициент кавитации. Исследована зависимость коэффициента кавитации от направления относительного потока перед решеткой, угла атаки и относительной толщины лопастей. Установлено,. что при заданном направлении потока перед решеткой и переменном угле установки лопасти, коэффициент кавитации достигает минимума при некотором оптимальном угле атаки. Найдены зависимости этого угла и минимального коэффициента кавитации от направления потока перед решеткой и её геометрических размеров. Получены простые приближенные формулы для оптимального угла атаки и минимального коэффициента кавитации. Проведен сравнительный анализ существующих способов расчета срывного кавитационного запаса осевых рабочих колёс, указаны их недостатки и область применения. Формула для коэффициента кавитации прямой решётки вместе с найденным эмпирическим коэффициентом силы применена для расчёта критического кавитационного запаса центробежных рабочих колёс.

3. Разработаны экспериментальные устройства, установки и методика измерений для опытной проверки полученных теоретических соотношений. Расчетная зависимость теоретического напора от кавитационного запаса удовлетворительно согласуется с экспериментальной как для круговой, так и прямой суперкавитирующих решеток. Среднеквадратичные отклонения расчетных критических кавита-ционных коэффициентов быстроходности от экспериментальных для 55 осевых одиночных и предвключенных рабочих колёс, а также для 31 осецентробежного рабочего колеса, в широком диапазоне геометрических и режимных параметров не превышают 4 . 6% соответственно, что достаточно для практических целей. Следовательно, предложенные математические модели суперкавитационного течения в прямой и круговой решетках адекватны таковому в осевых и центробежных колёсах.

4. Полученные в диссертации новые данные о суперкавитацион-ных течениях в решетках и обобщение известных сведений о беска-витационных течениях в осевых и центробежных рабочих колёсах положены в основу расчета и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью, учитывая ограничения на минимальный КЦЦ, интенсивность кавитационных низкочастотных пульсаций давления и расхода, габариты и другие критерии.

Найдены оптимальные по этим частным критериям параметры осевых и центробежных рабочих колёс: коэффициент приведённого входного диаметра, углы атаки, закон изменения углов и толщин лопасти вдоль входной кромки, коэффициенты наружного диаметра и ширины, густота решеток и др. Метод многокритериальной оптимизации с применением ЛП-поиска адаптирован к оптимальному проектированию рабочих колёс с высокими параметрами и рекомендуется для проектирования всей проточной полости лопастного насоса„'

5. Предложенные в диссертации методы расчета и проектирования лопастных насосов с высокими параметрами реализованы при: выполнении проектно-конструкторских работ по созданию новых насосов ЖРД с высокими всасывающей способностью и КПД в НЙИТП (Исследовательском центре им. М.В. Келдыша),г. Москва; модернизации нефтяного магистрального насоса Н>/1-2500-230 с повышенной всасывающей способностью в Научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте атомного и энергетического насо со строения (ВНИЙАЭН) ,г. Сумы; разработке центробежного насоса с высокой всасывающей способностью, устойчивого к кавитационным автоколебаниям в рабочем диапазоне подач,для сжиженного природного газа (метана) на передвижной автозаправочной станции в АО "Криогаз", г. Екатеринбург; модернизации двухступенчатого насоса со сверхвысокой всасывающей способностью и низким уровнем кавитационных низкочастотных пульсаций давления в широком диапазоне подач для пропан-бутана на Турынинской газозаправочной станции в АО "Калугаоблгаз". Кроме того, эти методы внедрены в учебный процесс. В целом, в диссертационной работе решена важная для отрасли гидромашиностроения научно-техническая проблема расчёта и проектирования лопастных насосов с высокой всасывающей способностью, учитывая ограничения на минимальный КПД, интенсивность низкочастотных пульсаций давления и расхода, габариты и др. требования.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Панаиотти, Сергей Семенович, 1997 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Авиационные центробежные насосные агрегаты / Л.С.Аринушкин, Р.Б.Абрамович, А.Ю.Полииовский и др.; Под ред. Г.М.Заславского.- М. г Машиностроение, 1967.- 256 с.

2. Альбом течений жидкости и газа: Пер. с англ. / Сост. М.Ван-Дайк,- М.s Мир, 1986.- 184 с.

3. Анкудинов A.A. Исследование кавитационных характеристик осе-вихревого насоса // Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Международная конференция.-М., 1994,- С. 38.

4. Анкудинов A.A., Куфтов А.ф. Энергетические характеристики осевихревого насоса // Известия вузов. Машиностроение,- 1982.- N2.-С. 52-56.

5. Анкудинов A.A., Зуев A.B., Панаиотти С.С. Центробежный насос с предвключенной осевихревой ступенью // Социально-экономические проблемы управления производством: Российская НТК.- Калуга, 1995.-С. 191.

6. Анкудинов A.A., Панаиотти С.С, Улучшение кавитационных качеств насосов с помощью ÜBC // Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Международная НТК.-М., 1996.- С. 39.

7. Аракери, Акоста. Влияние вязкости на начала кавитации на осесимметричных телах // Теоретические основы инженерных расчетов.-1973.- N4,- С. liZ)6—l 12.

8. Аракери, Акоста. Влияние вязкости на возникновение кавитации // Теоретические основы инженерных расчетов.— 1981.— N2.-С. 2229. Артемьев A.A., Шапиро A.C. Оптимальная форма рабочих колес

с высокими антикавитационными свойствами // Седьмая научно-техническая конференция: Всесоюзная НТК.- Калуга, 1982.- С. 102-104.

10. A.c. 1 186 830 СССР МКИ 4 F 04 D 9/04. Шнекоцентробежный

насос / А.П.Кудрявцев, С.А.Аверков, Р.И.Константинов и др. (СССР). -N3739196/25-06; Заявл. 08.05.84; Опубл. 23.10.85 // Б.И.- 1985.-N39.

11. Байбаков О.В. Применение ЭВМ в расчетах проточной полости лопастных гидромашин: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / Под ред. И.В.Матвеева.- М. : МВТУ, 1982.- 40 с.

12. Байбаков О,В., Руднев С.С. Расчет рабочего колеса и подвода лопастного насоса: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / Под ред. И.В.Матвеева.- М.: МВТУ, 1983,- 46 с.

13. Белоцерковский С.М., Гиневский A.C., Полонский Я.Е. Сило -вые и моментные аэродинамические характеристики решеток тонких профилей // Промышленная аэродинамика.- М. : Оборонгиз, 1962.- 126 с.

14. Боровский Б.И. Энергетические параметры и характеристики высокооборотных лопастных насосов.- М.:Машиностроение, 1989.- 184 с.

15. Боровский Б.И., Демьяненко W.B., Петров В.И. К вопросу оптимизации основных параметров шнекового автономного насоса // Лопаточные машины и струйные аппараты.- М.: Машиностроение, 1989.- N10.-С. 147-157.

16. Боровский Б.И., Кравчик Н.И., Толстиков Л.А. Гидравлический расчет шнекового бустерного насоса: Учебное пособие / Под ред. Н.И.Кравчика.- М.: МАИ, 1987.- 52 с.

17. Боровин Г.К., Попов Д.Н., Хван В.Л. Математическое моделирование и оптимизация гидросистем.- М.: МГТУ, 1995.- 84 с.

18. Васильев Ю.Н. Метод проектирования шнекового колеса, основанный на результатах визуального изучения кавитации в насосах: Дис. ... канд. техн. наук.- М., 1967.- 252 с.

19. Викторов Г.В. Гидродинамическая теория решеток. - М.: Высшая школа, 1969.- 368 с.

20. Войташевский Д.А., Ксендзовский П.Д., Панаиотти С.С. Некоторые результаты изучения пузырьковой кавитации // Труды ВНИИГидро-маша.- 1970.- N40.- С. 51-77.

21. Высокооборотные лопаточные насосы / Под ред. Б.В.Овсянникова и В.ф.Чебаевского.- М. г Машиностроение, 1975.- 336 с.

22. Гемитерн В.И., Каган Б.М. Методы оптимального проектирования.- М.: Энергия, 1980.- 160 с.

23. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Под ред. Т.М.Башты и С.С.Руднева.- 2-е изд., испр. и доп.- М.: Машиностроение, 1982.423 с.

24. Гогиш Л.В., Степанов Г.Ю. Отрывные и кавитационные течения: основные свойства и расчетные модели.- М.! Наука, 1990.- 384 с.

25. Горгиджанян С.А., Зимницкий В.А. О расчете предвключенных колес для питательным насосов // Энергомашиностроение.- 1967.- N4.-С. 6-8.

26. Горшков A.C., Русецкий A.A. Кавитационные трубы,- Л.; Судостроение, 1972.- 190 с.

27. Гривнин Ю.А., Зубрилов С.П. Кавитация на поверхности твердых тел.- Л.: Судостроение, 1985.- 122 с.

28. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости.- 2-е изд.-М.: Наука, 1979.- 536 с.

29. Дорфман Ю.М., Шестаков К.Н. Теоретическое исследование отрывного течения в решетках тонких пластин ненулевой толщины // Лопаточные машины и струйные аппараты.- М.: Машиностроение, 1990,-С. 36-49.

30. Думов В.И. Повышение антикавитационных свойств центробежных ступеней насосов при помощи осевых предвключенных колес // Теплоэнергетика.- 1957.- С. 16-21.

31. Думов В.И. Расчет центробежных ступеней насосов с пред-включенными осевыми колесами, обладающими высокими антикавитационны— ми свойствами // Теплоэнергетика,- 1959.- N6.- С. 35-39.

32. Думов В.И. Расчет геометрических параметров центробежных ступеней насосов с предвключенными винтовыми колесами на заданные

величины кавитационных запасов // Энергомашиностроение .- 1966.-N2,- С. 6-10.

33. Ефремов Г.В., Карасев В.П. Автоматизированное проектирование турбонасосных агрегатов.- Красноярск: КПИ, 1989.- 118 с.

34. Жарковский A.A. Основы САПР лопастных гиромашин / Учебное посообие,- Л.: ЛПИ, 1989.- 92 с.

35. Жуковский Н.Е. Видоизменение метода Кирхгоффа для определения движения жидкости в двух измерениях при постоянной скорости, данной на неизвестной линии тока.- М»: Гостехиздат, 1930,- 148 с.

36. Захаров О.В. К вопросу о кавитации в центробежном насосе // Труды ВНИИГидромаша»- М. : Энергия, 1967.- N36.- С. 3-13.

37. Захаров Ü.B. Исследование и разработка рабочих органов питательных и конденсатных насосов с высокими кавитационными качествами: Автореф. дис. ... канд. техн. наук.- М.г МЭИ, 1971.- 22 с.

38. Зотов Б.Н. Расчет характеристик насосов лабиринтного типа // Насоосы для интенсификации производственных процессов,- М.s Энергия, 1988.- С. 83-92.

39. Иванов А.Н. Гидродинамика развитых кавитационных течений.-Л.г Судостроение, 1980.- 238 с.

40. Ивченко В.М. Гидродинамика суперкавитирующих механизмов.-Иркутск: ИГУ, 1985.- 232 с.

41. Ихара, Мураи. Возникновение кавитации на круговом цилиндре при критическом и закритическом обтекании // Теоретические основы инженерных расчетов.- 1986.- N4.- С. 221-227.

42. Карелин В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах.- М.: Машиностроение, 1975.- 559 с.

43. Кавитация в решетках с толстыми кромками лопаток: Технический отчет о НИР/МВТУ; Руководитель С.С.Руднев.- К-659; N ГР 0182303; Инв. N 0286 .—М.,—1973.— 45 с.

44. Кнэпп Р., Дейли Дж. Кавитация.- М.s Мир, 1974.-688 с.

45. Конин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. -М. : физматгиз, 1963.- 583 с.

46. Куфтов А.ф. Обобщенный метод расчета и профилирования центробежных компрессоров и насосов на основе коэффициентов аэрогидродинамических нагрузок: Автореф. дис. ... докт. техн. наук. М.: МГТУ, 1994.- 32 с.

47. Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропередач: Учеб. пособие для машиностроительных вузов / О.В.Байбаков, Д.А.Бутаев, З.А.Калмыкова и др.; Под ред. С.С.Руднева и Л.Г.Подвидза.- М.: Маши-настроение, 1974.— 416 с.

48. Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений.- Л.:Судостроение, 1978.- 224 с.

49. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.- М.: Наука, 1978.- 736 с.

50. Ломакин A.A. Центробежные и осевые насосы.- М.- Л.iМашиностроение, 1966,- 364 с.

51. Лопастные насосы: Справочник / В.А.Зимницкий, А.В.Каплун, А.Н.Папир, В.А.Умов; Под общ. ред. В.А.Зимницкого и В.А.Умова.- Л.: Машиностроение, 1986.- 334с.

52. Лукашевич В.П. Система автоматизированного проектирования проточных частей насосов // Научно-технический прогресс в насосост-роении.- М.: ВНИИГидромаш, 1981,- С. 95-104.

53. Матвеев И.В. Вид кавитационной характеристики шнека с постоянным шагом в зависимости от режима его работы // Известия вузов. Машиностроение,- 1969.- N7.- С. 44-48.

54. Матвеев И.В. Расчет рабочего колеса с перерасширенным входом для насосов средней быстроходности: Учебное пособие по курсу "Теория и расчет лопастных гидромашин".- М.: МВТУ, 1989.- 58 с.

55. Мелащенко В.И., Зуев A.B. Повышение ресурса работы шнеко-центробежной ступени насоса // Вестник машиностроения.-1977.- N .10.-

С. 45-49.

56. Мелащенко В.И., Зуев A.B. Профилирование лопастей рабочих колес центробежных насосов.- М. : МВТУ, 1980.- 52 с.

57. Мелащенко В.И., Зуев A.B., Кузин В.И. Исследование характеристик осевых колес с густой и редкой лопастной решеткой // Седьмая Всесоюзная научно-техническая конференция.- Калуга,1982.- С.111.

58. Мелащенко В.И., Зуев A.B. Новый тип осевого бустера для центробежных насосов // Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Международная НТК.- М., 1994.- С. 37.

59. Мелащенко В.И., Зуев A.B. Применение шнекового колеса с большим радиальным зазором в высокоскоростных центробежных насосах // Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Международная НТК.- М., 1996.- С. 74.

60. Методика расчета осецентробежных рабочих колес с высокими всасывающей способностью и экономичностью: Отчет о НИР/ Кф МВТУ; Руководитель С.С.Панаиотти; Исполн.: А.И.Савельев.- Ж-К2-31-90 ; N ГР 01823035680; Hhb.N 02479 .- Калуга, 1990.- 158 с.

61. Методическое пособие по расчету шнеко-центробежной ступени насоса / С.С.Руднев, О.В.Байбаков, И.В.Матвеев и др.; Под ред. Л.Г.Подвидза.- М.: МВТУ, 1974.- 64 с.

62. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию "Шнеко-центробежная ступень насоса" / Ржебаева Н.К., Жуков В.М., Куценко В.А. и др.; Под ред. Е.М.Костенко.-Карьков: ХПИ,1985.~ 40 с.

63. Миролюбов И.В. Расчет характеристик осевых преднасосов // Известия вузов. Авиационная техника.- 1959.- N1.-C. 81-88.

64. Немчин А.ф. Расширенная теория суперкавитирующего насоса // Вопросы прикладной математики и механики.- Чебоксары: ЧГУ, 1977.-N5.- С. 100-111.

65. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств.- М.: Высшая школа, 1986.- 304 с.

66. Овсянников Б.В., Боровский Б.И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей.- М. : Машиностроение, 1986.386 с.

67. Овсянников Б.В., Яловой Н.С, Моделирование и оптимизация характеристик высокооборотных насосных агрегатов.- М.: Машиностроение, 1992.- 256 с.

68. Окамура Т., Мияширо К. Изучение суперкавитирующих насосов. Сообщ. 2. Влияние структуры потока на кавитационные и энергетические характеристики насосов // Труды Японского общества инженеров-механиков.— 1976.- Том.42, N359.- С. 2069-2080.

69. Осевые бустерные насосы: Отчет о НИР / МВТУ; Руководитель С.С.Руднев; Исполн.г И.В.Матвеев.- К-631; Инв. N 026.- М., 1967.179 с.

70. Осевые насосы: Каталог-справочник / Д.Н.Азарх, Н.В.Попова, Г.П.Рустамова и др„; Под ред. Д.Я.Суханова.- М.: Машгиз, 1961.36 с.

71. Пат. 4275988 США, МКИ Б 04 В 3/02, 29/38. Осевой центробежный насос или насос червячного типа / Л.ф.Калашников, В.Н.Кудея-ров, Г.М.Кушнир и др. <СССР>,- Опубл. 30.06.81 // Б.И,- 1981.~ N 5.

72. Пат. 59-26800 Япония, МКИ Б 04 Ъ 29/18. Насос с направляющим винтом / К.К.Хитати сэйсакусе; Заявлено 77.05.11; Опубл.84.06.30 // Б.И.-1984.- N 5,

73. Пат. РЗ 3 038 735 ФРГ, МКИ 4 Б 04 I) 9/04. Центробежный насос / А.С.Шапиро, Л,ф.Калашников, Н.И.Леонтьев и др. (СССР).- Опубл. 86.02.27 // Б.И,- 1986,- N 9.

74. Панаиотти С.С. Исследование кавитационного обтекания изолированных профилей при различном содержании газа в жидкости: Авто-реф. дис. ... канд.техн.наук.- М.: МВТУ, 1968.- 12 с.

75. Панаиотти С.С. Кавитационные течения в рабочем колесе

// Лопастные насосы.™ Л.: Машиностроение, 1975,- С. 147-154.

76. Панаиотти С.С. Расчет всасывающей способности осевого предвключенного колеса // Пятая Всесоюзная научно-техническая конфе-енция,- Калуга, 1977.- С. 44.

77. Панаиотти С.С. Расчет всасывающей способности предвключен-ного рабочего колеса // Гидромеханика, гидромашины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Международная НТК.- М., 1994.- С. 36.

78. Панаиотти С.С. Отрывное обтекание решетки пластин // Техническая гидромеханика: Вузовская НТК.- М.: МГТУ, 1997.- С. 14.

79. Панаиотти С.С., Родионов В.А., Савельев А.И. Исследование предвключенных суперкавитирующих колес // Восьмая Всесоюзная научно-техническая конференция,- Калуга, 1984.- С. 65.

80. Панаиотти С,С., Савельев А,И. Об измерении параметров потока за кавитирующим рабочим колесом // Седьмая Всесоюзная научно-техническая конференция.- Калуга, 1982.- С. 120.

81. Панаиотти С.С., Савельев А.И. Модель развитой кавитации в осецентробежном рабочем колесе насоса // Автоматизация исследований, проектирования и испытаний сложных технических систем: Всесоюзная НТК.- Калуга, 1989.- С. 295.

82. Панаиотти С.С., Савельев А.И. Расчет всасывающей способности осевых предвключенных колес.- М.: МВТУ, 1989.- 22 с.

83. Панаиотти С.С., Савельев А.И. Оптимизация всасывающей способности осевых предвключенных и осецентробежных рабочих колес // Моделирование и автоматизация проектирования сложных технических систем;; Региональная НТК.- Калуга, 1990,- С. 122.

84. Панаиотти С. С., Савельев А. И.. Приближенная формула для срывного кавитационного запаса шнекоцентробежного насоса // Автоматизация исследований, проектирования и испытаний сложных технических систем: Российская НТК.- Калуга, 1993,- С. 98.

85. Панаиотти С.С., Савельев А.И., Чумаченко Б.Н. Отрывное об-

текание решетки пластин конечной толщины // Седьмая Всесоюзная научно-техническая конференция,- Калуга, 1982,- С, 119.

86. Панаиотти С.С., Савельев А.И., Чумаченко Б.Н. Расчет оптимальных по всасывающей способности предвключенных колес // Прогрессивные технологии и конструирование: Межвузовская НТК.- Калуга, 1987,- С. 124.

87. Перник А.Д. Проблемы кавитации.- Л.: Судостроение, 1966.440 с,

88. Петров В.И. Кавитационное обтекание решетки шнекового рабочего колеса потоком однофазной на всасывании вязкой жидкости с учетом тепломассообменных процессов между жидкостью и кавитационной каверной // Прикладные задачи гидрогазодинамики и теплообмена в энергетических установках.- Киев: Наукова думка, 1989.- С. 3-14.

89. Петров В.В., Чебаевский В.ф. Кавитация в высокооборотных лопастных насосах.- М. : Машиностроение, 1982.- 192 с.

90. Пилипенко В.В., ЗадонцеЕ В.А. и др. Подавление кавитацион-ных автоколебаний в гидравлической системе со шнекоцентробежным насосом // Прикладные задачи гидрогазодинамики и тепломассообмена в энергетических установках.- Киев: Наукова думка, 1989.- С. 14-26.

91. Пирсол И. Кавитация.- М.: Мир, 1975.- 95 с,

92. Привалов A.A. Аналитическая геометрия.- М.: Государствнное издательство технико-теоретической литературы, 1957,- 299 с.

93. Разработка высоконапорной лопаточной машины длительного ресурса работы: Отчет о НИР/МВТУ; Руководитель С.С.Руднев; Исполн. И.В.Матвеев, А.Л.Наймушин, С.С.Панаиотти?Инв.N21769в),-М.,1978.-92с.

94. Разработка высокоэффективных. лопаточных машин длительного ресурса: Отчет о НИР / Кф МВТУ? руководитель С.С.Панаиотти.-Ж-16-13-80; Инв- N 0219,- Калуга, 1980,- 103 с,

95. Разработка осе-центробежного насоса с высокими антикавита-ционными качествами и длительным ресурсом: Отчет о НИР/Кф МВТУ; Ру-

ководитель В.И.Мелащенко.- Ж-К2-32-91; Mhb.N589.~ Калуга, 1991.-59с.

96. Расчетно-теоретическое определение параметров течения в решетках плоских пластин при наличии отрыва —сопоставление с экспериментальными данными! Отчет о НИР/ЦИАМ им» П»И.Баранова; Руководитель Д.А.Огородников; Исполн.: К.Н.Шестаков; Иив. N 10269,- 1984.— 51 с.

97. Ржебаева Н.К., Жуков В.М., Куценко В.А. Методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию "Шнеко-центробежная ступень насоса",— Харьков: ХПИ, 1990,- 40 с.

98. Расчетно-теоретическое определение параметров отрывного течения в решетках толстых полубесконечных плоских пластин: Отчет о НИР/ЦИАМ им. П.И.Баранова; Руководитель Д. А. Огородников; Исполн.г К.Н.Шестаков, Ю.М.Дорфман; Инв. N 10554.- 1986.- 28 с.

99. Рожденственский В.В. Кавитация,- Л.: Судостроение, 1977.248 с.

100. Руд. Механизмы возникновения кавитации. Обзор // Современное машиностроение. Серия А.- М.: Мир, 1991.- N8,- С. 130-140.

101. Руднев A.C. Создание центробежных консольных насосов нового поколения и исследование их работы в расширенном диапазоне подач: Дис, ... канд. техн. наук.- М., 1990.- 210 с.

102. Руднев С.С. Струйное течение,- М.: МВТУ, 1973.- 48 с.

103. Руднев С.С. Кавитация в решетке с лопатками конечной толщины // Труды ВНИИГидромаша.- М.: Энергия, 1975.- Вып.46.- С- 3-16.

104. Руднев С.С. Кавитация в решетке профилей конечной толщины // Лопастные насосы.- Л.: Машиностроение, 1975.- С. 198-209.

105. Руднев С.С. Основы теории лопастных решеток.- М.: МВТУ, 1976,- 78 с.

106. Руднев С.С. Отрывное течение в колесе центробежного насоса при отрицательных углах атаки // Исследование и расчет гидромашин.- М.: Энергия, 1978.- С. 3-9.

107. Руднев С.С. Термодинамическая поправка при кавитации

// Эксплуатационная надежность насосного оборудования: Сборник научны;-; трудов / ВНИИГидромаш.- 1986,- С. 49-61.

108. Руднев С.С., Матвеев И.В. К расчету предвключенного осевого колеса центробежного насоса // Сборник научно-технической ' информации по гидромашиностроению.- 1959.- Вып.5<11).- С. 3-14.

109. Руднев С.С., Матвеев И.В. Некоторые соображения по проблеме увеличения оборотности лопастных насосов // Труды ВИГМ.~ 1963.-Вып.32.- С. 3-27.

110. Руднев С.С., Матвеев И.В. Влияние толщины лопаток шнека на величину его минимально возможного подпора // Информационый листок / ЦИНТИХимнефтемаш. Серия ХМ-4.- 1968.- N 11.- С. 1-10.

111. Руднев С.С., Матвеев И.В. Методическое пособие по курсовому проектированию лопастных насосов.-М.: МВТУ, 1974.- 71 с.

112. Руднев С.С., Панаиотти С.С. Влияние газосодержания жидкости на кавитационные характеристики // Труды ВНИИГидромаша.- 1968.-Вып.38.- С. 3-17.

113. Руднев С.С., Панаиотти С.С. Суперкавитационное обтекание изолированных профилей газо-жидкостными растворами // Труды ВНИИГидромаша,- М.: Энергия, 1972.- Вып.43,- С. 33-44.

114. Руднев С.С. , Панаиотти С.С., Наймушин А.Л. Расчет всасывающей способности осевого колеса лопастного насоса // Исследование и конструирование гидромашин.- М.s Энергия, 1980.- С. 3-20.

115. Руднев С.С., Панаиотти С.С. Работа центробежного насоса при отрывном обтекании лопастей рабочего колеса // Повышение технического уровня центробежных насосов,.....М„sВНИИГидромаш, 1980.-С.36-47,

116. Руднев С.С., Хабецкая В.А. Выбор ширины рабочего колеса насоса на выходе // Химическое и нефтяное машиностроение,- 1980,-N9.-С. 22-24.

117. Сапунов С»Г. Влияние основных геометрических параметров предвключенного колеса на кавитационные характеристики первой ступе-

ни насоса // Лопастные насосы./ Под ред. Л.П.Грянко и А.Н.Папира.-Л.: Машиностроение 5 1975.- С. 166-174.

118. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике.- М.: Наука, 1987.- 430 с.

119. Семенов Ю.А. Влияние входных кромок лопастей шнекового насоса на параметры кавитационного течения // Гидрогазодинамика и процессы тепломассообмена.- Киев: Наукова думка, 1986.- С. 16-23.

120. Семенов Ю.А. Струйное обтекание решетки пластин с конечной толщиной входной кромки // Гидрогазодинамика и процессы тепломассообмена.- Киев: Наукова думка, 1986.- С. 12-16.

121. Соболь И.М., Статников P.E. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями»- М.: Наука, 1981.- 111 с.

122. Сточек Н.П., Шапиро A.C. Гидравлика жидкостных ракетных двигателей.- М. : Машиностроение, 1978.- 128 с.

123. Тазетдинов В.Г. Повышение КПД, антикавитационных свойств и устойчивости работы крупных шнекоцентробежных насосов с коэффициентом быстроходности п = 100...120: Дис. ... канд. техн. наук.- Сумы,

1 ООО _ Г?ОЧ г~

j.vww. л-uj с.

124. Теоретическое определение параметров, характеризующих работу колес центробежного типа и анализ экспериментальных характеристик центробежных насосов: Отчет о НИР/ВИГМ; Руководитель С.С.Руднев.- НС—753¡¡ Инв. N 5782-34.- I960.- 80 с.

125. фарнес, Хаттон. Экспериментально-теоретическое исследование двумерных присоединенных каверн. // Теоретические основы инженерных расчетов.- М.: Мир, 1975.- N4.- С. 234-241.

126. фуруйя, Акоста. К расчету суперкавитирующих профилей с закругленной передней кромкой // Труды Американского общества инженеров-механиков. Серия D.-M.s Мир, 1973.- N 2.- С. 123-130.

127. Храбров И.А. Плоская задача о кавитационном обтекании косой решетки профилей // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа,-

1975.- N 3,- С. 149-152.

128. Чебаевский В.ф. К вопросу о механизме кавитации в центробежных насосах // Теплоэнергетика.- 1957,- N 9.-С. 12-16.

129. Чебаевский В.ф., Петров В.И. Кавитационные характеристики высокооборотных шнеко-центробежных насосов.- М. : Машиностроение, 1973.- 152 с.

130. Чжен П. Отрывные течения: В Зт.- М.: Мир, 1973.- Т.2.-280 с.

131. Шапиро A.C., Артемьев A.A. Меридианная форма рабочих колес осевых насосов с высокими антикавитациониыми свойствами // Гидравлические машины.- Харьков, 1984.- С. 54-61.

132. Шапиро A.C., Артемьев A.A. Основы профилирования шнековых рабочих колес с высокими антикавитациониыми свойствами // Труды Центрального ин-та авиац. моторостроения.- 1987.- N 1179.- С. 63-72.

133. Шемель В.Е. Исследование срывных кавитационных режимов центробежных насосов // Труды ВИГМ,- 1958.- Вып.22.- С. 13-29.

134. Шемель В.Е. Оптимальные гшраметры, определяющие кавитаци-онные качества центробежных насосов // Труды ВИГМ.~ 1958.- Вып.22.-С. 30-48.

135. Шлемензон К.Т. Экспериментальное исследование кавитацион-ного обтекания изолированных профилей // Труды ЦКТИ.- 1967.-Вып.79.-С. 133-143.

136. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя.- М.s Наука, 1969.744 с.

137. Щербатенко И.В., Ханкин В.П. Влияние радиуса входной кромки лопастей шнека на критический кавитационный запас насоса // Хим. и нефт.машиностроение.- 1982.- N 3.- С. 15-17.

138. Щербатенко И.В. Расчет шнекоцентробежного насоса на кавитацию // Энергомашиностроение.- 1983.- N 10.- С. 12—15.

139. Эпштейн /I.A. Возникновение и развитие кавитации // Труды

UAPM. - 1948,- Bbin.655.- 77 c.

140. Acosta A.J. Experimental Study of Cavitating Inducers // Proceedings o-f the Second Symposium on Naval Hydrodynami cs.-

1958.- P. 537-557.

i

141. Bets A., Petersohn E. Anwendung der Theorie der freien Strahlen.//Ing.Archiv.- 1931.- B2.- S. 190-211.

142. Brennen C. The dynamics balances o-f dissalved air and heat in natural cavity flows // J. Fluid Mech.- 1969.- Vol.37, Part 1.-P. 115-127.

143. Brumfield R.G. Optimum design for resistance to cavitation, in centrifugal pumps // Naval Ordanance Station Rep.- 1948.-P. 1-16.

144. Furness R.A., Hutton S.P. Experimental and theoretical studies of two-dimensional fixed-type cavities // Trans.ASME.-1975.-Vol.97, N4.- P. 515-522.

145. Bonver C.A. A Theory of Cavitation Flow in Centrifugal Pump Impellers // Trans. ASME.- 1941.- Vol.63.- P. 29-40.

146. Knapp R.T., Hollander A. Laboratory Investigations of the Mechanism of Cavitation // Trans. ASME.-1948.-Vol.70,N5.- P.419-435.

147. Lakshminarayana B. Fluid Dynamics of Inducers - A Review // The Trasactions of the American Society of Mechanical Engineers. J. Fluids Eng.- 1982.- Vol. 104, N4,- P. 411-427.

148. Miyashiro H. , Okamura T. , Takada K. A Study of supercavi-tating pumps. 1st Report. Pump perfarmance and cavitation on impeller blades // Bulletin JSME.- 1974.- Vol.17, N110.- P. 1056-1062.

149. Pearsall I.S. Supercavitating pumps for cryogenic liguids // Cryogenics.- 1972.- Vol.12, N6.- P. 422-426.

150. Pearsall I.S. Supercavitating pumps // Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers.-1973.-Vol.187, N54/73.-P.649-665.

151. Pearsall I.S. Design of pump impellers for optimum cavitation performance // Proceedings of the Institute of Mechanical Engi-

neers.- 1973.™ Vol.187, N55/73.™ P. 667-678.

152. F'earsal 1 I.S., Scobie G. Supercavi tati ng process pumps for the chemical and petroleum industries // Process pumps.—1973.- N11.-P. 128-138.

153. Scobie G. Supercavitating pumps can reduce f1uid handling costs // Process Engineering.- 1971.- Aug.- P. 45-48.

154. Sebestyen Gy.,S2abo A., Verba A. Cavity vortex shedding bodies // Polyphase flow in Turbomachinery / ASME.- 1978.- P. 16-27.

155. Stripling L.B., Acosta A.J. Cavitation in TurbopumpsPart 1 // Trans. ASME.- 1962,- Vol.D84, N3.~ P. 326-338.

156. Stripling L.B. Cavitation in Turbopumps-Part 2 // Trans. ASME.- 1962.- Vol . D84, N3.- P. 339-350.

157. Sutton M. The Inducers a Means of Improving the Suction Performance of Centrifugal Pumps // Bulletin BHRA.- 1969.- N 889.-P. 1-13.

158. Takamatsu Y., Furukawa A. Investigation of the flow structure downstream the constant pitch helical inducer // Trans. JSME.~ 1978.- Vol.44, N 379.- P.950-958.

159. Tugen Z. Calculation of an Inducer-Impel 1er Combination of High Speed with Good Cavitation Performance // Internal Loughborough University Report.- 1984.- P. 1-33.

160. Turton R.K. Studies of the cavitation behaviour of inducer for conventional centrifugal pumps // Proc. 14th Symp. IAHR. Sec. Hydraul . Mach. Equip, and Cavit.- 1988,- Vol.2, June.- P. 589-600.

161. Wood G.M., Murphy J., Farquhar J. An experimntal study of cavitation in a mixed flow impeller // Trans. ASME.- I960.- Vol.D82, N4,- P. 929-940.