Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics

The present paper deals with a new theoretical approach to design of centrifugal pump hydraulics. The task of designing an impeller blade for a given rate of flow and rotational speed on the basis of hypothesis of infinitely large number of infinitely thin blades as a rule is limited to solving a ce...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2015
Автор: Косторной, А. С.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Journal of Mechanical Engineering 2015
Теми:
Онлайн доступ:https://journals.uran.ua/jme/article/view/57524
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Journal of Mechanical Engineering

Репозиторії

Journal of Mechanical Engineering
id journalsuranuajme-article-57524
record_format ojs
institution Journal of Mechanical Engineering
collection OJS
language Russian
topic hydraulics
centrifugal pump
inverse design problem
equal velocity flow
quasi-potential flow
viscosity
ideal fluid
проточная часть
центробежный насос
обратная задача проектирования
равноскоростной поток
квазипотенциальное течение
вязкость
идеальная жидкость
УДК 621.67
проточна частина
відцентровий насос
обернена задача проектування
рівношвидкісний потік
квазіпотенційна течія
в’язкість
ідеальна рідина
spellingShingle hydraulics
centrifugal pump
inverse design problem
equal velocity flow
quasi-potential flow
viscosity
ideal fluid
проточная часть
центробежный насос
обратная задача проектирования
равноскоростной поток
квазипотенциальное течение
вязкость
идеальная жидкость
УДК 621.67
проточна частина
відцентровий насос
обернена задача проектування
рівношвидкісний потік
квазіпотенційна течія
в’язкість
ідеальна рідина
Косторной, А. С.
Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
topic_facet hydraulics
centrifugal pump
inverse design problem
equal velocity flow
quasi-potential flow
viscosity
ideal fluid
проточная часть
центробежный насос
обратная задача проектирования
равноскоростной поток
квазипотенциальное течение
вязкость
идеальная жидкость
УДК 621.67
проточна частина
відцентровий насос
обернена задача проектування
рівношвидкісний потік
квазіпотенційна течія
в’язкість
ідеальна рідина
format Article
author Косторной, А. С.
author_facet Косторной, А. С.
author_sort Косторной, А. С.
title Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
title_short Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
title_full Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
title_fullStr Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
title_full_unstemmed Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics
title_sort computer-aided design of centrifugal pump hydraulics
title_alt Компьютерное проектирование проточной части центробежных насосов
description The present paper deals with a new theoretical approach to design of centrifugal pump hydraulics. The task of designing an impeller blade for a given rate of flow and rotational speed on the basis of hypothesis of infinitely large number of infinitely thin blades as a rule is limited to solving a certain inverse axially symmetric problem which defines a surface form for a flow averaged over circumferential coordinate and in time. Fluid models of a potential or an equal velocity meridional flow normally used for profiling an impeller blade fail to account for the condition of perpendicularity of stream lines with respect to vortex lines, while it is essential and sufficient for normal sections in a fluid flow. The condition of perpendicularity of a velocity vector with respect to a vorticity vector (quasi-potential flow) does not contribute to the generation of secondary flows, while any other does. Therefore a special place among problems that are solved by approximate methods may be given to those which allow to divide the flow field of a viscous fluid in two distinctive domains, namely, the outer domain where viscous effects are insignificant and the flow may thus be approximately considered as quasi-potential, and the boundary layer in which the flow is of a vortex-type but the condition of perpendicularity for the velocity and vorticity vectors is satisfied.
publisher Journal of Mechanical Engineering
publishDate 2015
url https://journals.uran.ua/jme/article/view/57524
work_keys_str_mv AT kostornojas computeraideddesignofcentrifugalpumphydraulics
AT kostornojas kompʹûternoeproektirovanieprotočnojčasticentrobežnyhnasosov
first_indexed 2024-06-01T14:43:06Z
last_indexed 2024-06-01T14:43:06Z
_version_ 1800670267850096640
spelling journalsuranuajme-article-575242016-03-01T08:20:15Z Computer-aided Design of Centrifugal Pump Hydraulics Компьютерное проектирование проточной части центробежных насосов Косторной, А. С. hydraulics centrifugal pump inverse design problem equal velocity flow quasi-potential flow viscosity ideal fluid проточная часть центробежный насос обратная задача проектирования равноскоростной поток квазипотенциальное течение вязкость идеальная жидкость УДК 621.67 проточна частина відцентровий насос обернена задача проектування рівношвидкісний потік квазіпотенційна течія в’язкість ідеальна рідина The present paper deals with a new theoretical approach to design of centrifugal pump hydraulics. The task of designing an impeller blade for a given rate of flow and rotational speed on the basis of hypothesis of infinitely large number of infinitely thin blades as a rule is limited to solving a certain inverse axially symmetric problem which defines a surface form for a flow averaged over circumferential coordinate and in time. Fluid models of a potential or an equal velocity meridional flow normally used for profiling an impeller blade fail to account for the condition of perpendicularity of stream lines with respect to vortex lines, while it is essential and sufficient for normal sections in a fluid flow. The condition of perpendicularity of a velocity vector with respect to a vorticity vector (quasi-potential flow) does not contribute to the generation of secondary flows, while any other does. Therefore a special place among problems that are solved by approximate methods may be given to those which allow to divide the flow field of a viscous fluid in two distinctive domains, namely, the outer domain where viscous effects are insignificant and the flow may thus be approximately considered as quasi-potential, and the boundary layer in which the flow is of a vortex-type but the condition of perpendicularity for the velocity and vorticity vectors is satisfied. Рассматривается новый теоретический подход к проектированию проточной части центробежных насосов. Задачу построения лопасти рабочего колеса на заданные параметры расхода и числа оборотов в соответствии с гипотезой бесконечно большого числа бесконечно тонких лопастей обычно сводят к решению некоторой обратной осесимметричной задачи, в которой определяется форма поверхности тока потока, осредненного по окружной координате и времени. Модели жидкости потенциального или равноскоростного меридионального потоков, обычно применяемые для профилирования лопасти рабочего колеса, не учитывают условие выполнения перпендикулярности линий тока вихревым линиям, которое является необходимым и достаточным для того, чтобы в потоке жидкости существовали нормальные сечения. Условие перпендикулярности вектора скорости вектору вихря скорости (квазипотенциональный поток) не способствует развитию вторичных течений, а любое другое ему способствует. Поэтому особое место в числе задач, решаемых приближенными методами, могут занимать те, в которых можно разделить поле течения вязкой жидкости на две характерные области: внешнюю, где влияние вязкости мало и поток можно приближенно считать квазипотенциальным и пограничный слой, в котором течение вихревое, но также выполняется условие перпендикулярности вектора скорости и вихря. Розглянуто автоматизоване проектування проточної частини відцентрового насосу, яке виконується на базі математичної моделі течії ідеальної рідини для оберненої симетричної задачі та прямої тривимірної задачі в нестаціонарній постановці з урахуванням взаємного впливу всіх елементів. Результати розв’язання оберненої задачі в автоматизованому режимі передаються як вхідні данні для розв’язання прямої задачі, на основі якої здійснюється оцінка проектного рішення. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2015-12-31 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/57524 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 18 No. 4/2 (2015); 29-36 Проблемы машиностроения; Том 18 № 4/2 (2015); 29-36 Проблеми машинобудування; Том 18 № 4/2 (2015); 29-36 2709-2992 2709-2984 ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/57524/53821 Copyright (c) 2015 А. С. Косторной https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0