Исследование возможности применения гидродиодов для повышения объёмного КПД центробежного насоса

Обоснование. Для центробежных насосов, особенно с низкими коэффициентами быстроходности, очень важным параметром, в значительной мере определяющим общий КПД насоса, является величина объёмного КПД. В свою очередь, величина перетечек в проточной части насоса зависит от формы и размеров щелевых уплотнений на рабочем колесе. В данной работе сделана попытка применить известный принцип работы гидродиода для снижения объёмных потерь в насосе за счёт уменьшения коэффициента расхода щелевых уплотнений, поверхность которых спрофилирована по принципу гидродиода.

Цель работы — подтвердить или опровергнуть на основе методов гидродинамического моделирования возможность использования гидродиодных канавок на поверхности щелевого уплотнения для снижения расхода жидкости через него.

Методы. В данной работе применяется метод численного моделирования, основанный на решении дискретных аналогов базовых уравнений гидродинамики.

Результаты. Рассчитаны параметры течения жидкости в щелевых уплотнениях с гладкой поверхностью, с концентрическими канавками, а также с предложенными профилированными канавками в форме гидродиодов с различными размерами и формой. Определены коэффициенты расхода для всех типов уплотнений, построены сравнительные зависимости.

Заключение. На основании результатов статьи можно утверждать, что в целом применение гидродиодных канавок не даёт существенного преимущества над концентрическими канавками при существенно большей сложности их изготовления.