SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE

Prezentace na téma: "SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE"— Transkript prezentace:

1 SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE
Strojnícka fakulta Hydraulická väzba vstupu a obežného kolesa radiálneho hydrodynamického čerpadla Doktorand: Ing. Daniel Bednár Školiteľ: Prof. Ing. Michal Varchola PhD.

2 Vstupné priestory jednostupňových čerpadiel
Obr.1 Obr.2 Obr.3 Obr. 4 Obr.5

3 Vstupné priestory článkových čerpadiel
Obr.1 Obr.2 Obr.3

4 Význam inducera

5 Geometria inducera Konštantné stúpanie Premenlivé stúpanie

6 Vplyv otáčok predradeného obežného kolesa
Cm ui Výstup z predradeného kolesa Vstup do obežného kolesa u1

7 Ďalšie možnosti ovplyvňovania vstupného prúdu
Predrozvádzač Rebro pred obežným kolesom Obežné koleso Predrozvádzač Regulačný mechanizmus

8 Stav doterajších poznatkov
Geometrické tvary Rýchlostné polia Záznamy prúdenia a kavitácie Numerická simulácia

9 Najčastejšie používané tvary inducerov
Obr Obr.6 Obr.1 lit.[25] Obr.4 lit.[23] Obr Obr. 8 Obr Obr. 3 lit.[2] Obr. 9 lit.[18] Obr. 10

10 Rozloženie rýchlosti Zmena rýchlostného pola v závislosti od prietoku
Lit. [24]

11 Deformácia prúdu na vstupe spôsobená režimom práce čerpadla.
Cu – Obvodová zložka rýchlosti Cm – Meridiálna zložka rýchlosti R – Radiálny smer Lit.[25] Q/Qn = 1 Q/Qn < Q/Qn = 0

12 Fotografické záznamy kavitácie
Obr. 1 Hranová kavitácia lit.[18] Obr. 2 kavitačný mrak na sacej strane lopatky lit.[18]

13 Obr. 1 lit.[29] Obr. 2 lit.[29] Obr. 3 lit.[29]

14 Šikmá vstupná hrana. Prevažná časť lopatky je bez kavitácie

15 Numerická simulácia Lit.[6]

16 Obr. 2 lit.[10] Obr. 1 Obr. 3

17 Cieľ dizertačnej práce
Zlepšiť saciu schopnosť daného radiálneho hydrodynamického čerpadla Navrhnúť experimentálne zariadenie Navrhnúť inducer a predradené obežné koleso Určiť vplyv jednotlivých geometrických parametrov na saciu schopnosť CFD analýza prúdenia

18 Skušobné zariadenie

19 Skušobný okruh

20 Experimentálne zariadenie

21 Vtokový úsek a pohon predradeného kolesa

22 Pohon špirálového čerpadla

23 Navrhnuté inducery Inducer_04 Inducer_04b Inducer_01 Inducer_03

24 Navrhnuté axiálne obežné koleso
Obr. 2 Obr. 3 Axiálne_01

25 CFD analýza prúdenia rozloženie statického tlaku
Protismerné prúdenie Obr. 1 Obr. 2 rozloženie statického tlaku vektory absolútnej rýchlosti

26 Rozloženie statického tlaku
Výpočtový model pre interakciu medzilopatkového priestoru

27 Rozloženie statického tlaku na lopatkách
Vstupná časť lopatky hlavného obežného kolesa je v turbínovej prevádzke

28 Rozloženie statického tlaku
V simulácii bol zvolený menší prietok pre vznik rázovej zložky rýchlosti na vstupnú hranu lopatky

29 Rozloženie statického tlaku
V simulácii sa neuvažuje štrbina medzi lopatkou a komorou. Na vstupnej hrane lopatky nevzniká tlakový nárast

30 Rozloženie statického tlaku
Simulácia bez hnacieho hriadeľa

31 Rozloženie hustoty zmesi
Kavitácia na sacej strane lopatky

32 Rozloženie statického tlaku
Tlakový gradient a miesto minimálneho tlaku

33 Rozloženie hustoty zmesi
Hustota zmesi v kavitačnom mraku

34 Rozloženie relatívnej rýchlosti
Rýchlosť zmesi v kavitačnom mraku

35 DOSIAHNUTÉ VÝSLEDKY POROVNANIE VPLYVU OTÁČOK
1450 Otáčky predradeného kolesa Otáčky čerpadla n = 1450 min-1

36 Porovnanie kavitačných charakteristík
22 Menovitý prietok čerpadla Qn = 22 l s-1

37 Porovnanie najlepších nameraných kavitačných charakteristík
22 Menovitý prietok čerpadla Qn = 22 l s-1

38 Odporúčania pre hydraulický návrh inducera
Inducer navrhovať na vyšší prietok než je nominálny prietok čerpadla Vstupná časť lopatiek nesmie byť v turbínovej prevádzke Vstupnú hranu zošikmiť a predĺžiť pozdĺž prúdu Priemer komory v mieste veľkej obvodovej zložky rýchlosti sa nesmie pozdĺž prúdu zmenšovať. Výhodné je aby sa priemer komory ako aj priemer náboja pozdĺž prúdu zväčšoval Vo vstupných priestoroch zvoliť nízku meridiálnu rýchlosť.

39 Obr. 1 Obr. 2 Obr. 3 Obr. 4

40 Vedecký prínos Originálne, experimentálne overené výsledky hydraulických vlastností. Doporučenia pre hydraulický návrh a prevádzku inducerov

41 Ďakujem za pozornosť