Верификация cfd расчета кавитации с экспериментом
Ключевые слова:
кавитация, Volume of fluid method, CFD моделирование, коэффициенты Шнерра-СауэраАннотация
В настоящий момент отсутствует однозначная методика гидродинамического моделирования процесса кавитации лопастного насоса и определения коэффициентов Шнерра-Сауэра с использованием модели многофазного течения «Volume of fluid method, (VOF)» для лопастных насосов с боковым кольцевым подводом. Цель статьи – проверить границы применимости модели Шнерра-Сауэра при расчете частных характеристик центробежного насоса на различных подачах. Объектом исследования выступал лопастной консольный насос с боковым кольцевым подводом и рабочим колесом с пятью лопастями. В ходе работы определялось значение кавитационного запаса при подаче 120 кубометров в час и при подаче в 85 кубометров в час экспериментальным методом. Экспериментальное определение кавитационного запаса проводилось согласно требованиям ГОСТ 6134-87. Кавитация в насосе достигалась путем снижения давления на всасывании при помощи вакуум-насоса. Также NPSH определялся методом гидродинамического моделирования. В ходе гидродинамического моделирования использовалась многофазная модель «Volume of fluid method, (VOF)» и кавитационная модель «Scherr-Sauer cavitation», подбор коэффициентов Шнерра-Сауэрав проводился для подачи (120 м3/ч), верификация по режиму недогруза насоса (85 м3/ч). Итогом работы являются полученные значения кавитационного запаса и графики частных кавитационных характеристик исследуемого насоса при подаче 120 кубометров в час и при подаче в 85 кубометров в час, полученные в ходе эксперимента и в ходе CFD моделирования, значения коэффициентов Шнерра-Сауэра и выводы по использованию этой модели.
Библиографические ссылки
Handal I., Tkachuk V., Petrovand A. Traditional methods for the design of radial-axial hydraulic turbines with verification in CFD simulation // IOP conference. Series: mat. scien. and engin. 2020. Vol. 779. № 1. рр. 2-12.
Teplov O., Lomakin V. Improving the performance of a centrifugal vane pump by installing vortex generators on the suction surfaces of blades // IOP conference. Series: mat. scien. and engin. 2020. Vol. 779. № 1. рр. 2-12.
Chaburko P., Kuznetsov A. Method for leakage measurement in the recirculation path of a hermetic pump // IOP conference. Series: mat. scien. and engin. 2020. Vol. 779. № 1. рр. 12-39.
Lomakin V., Valiev T., Chaburko P. Application of optimization algorithms to improve the vibroacoustic characteristics of pumps // IOP conference. Series: mat. scien. and engin. 2020. Vol. 779. № 1. рр.
Kasatkin M., Petrov A. Hydrodynamic modeling of cavitation in a multistage centrifugal pump during its operation in the constant feed mode with a change in the rotor speed of the pump // IOP conference. Series: mat. scien. and engin. 2020. Vol. 779. № 1. рр. 12-47.
Kang Y.Z., Feng C., Liu L.Z. Comparison of three kinds of sensors used to identify the incipient cavitation // Sensor review. 2018. Vol. 38. N 1. pp. 13-20.
Wan W., Liu B., Raza A. Numerical prediction and risk analysis of hydraulic cavitation damage in a high-speed-flow spillway // Shock and Vibration. 2018. Vol. 2018. № 1.
Shukla M.K., Jain R., Prasad V. CFD Analysis of 3-D flow for francis turbine // MIT international journal of mechanical engineering. 2011. Vol 1. № 2. рр. 93-100.
