ТЕКСТ СТАТЬИВлияние геометрии элементов проточной части на энергетическую эффективность струйных насосов (СН)
The effect of the geometry of the elements of a flowing section on energy efficiency
jet pumps (JP)
Российская Федерация, г. Москва, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Аннотация. В результате анализа и обобщения результатов наиболее значимых отечественных и зарубежных исследований влияния геометрических параметров на эффективность струйных насосов (СН) установлены нормирующие соотношения между геометрическими параметрами проточной части и диапазоны их изменения, которые совместно с оптимизируемыми параметрами обеспечивают получение наивысших энергетических показателей проектируемого насоса для заданных условий.
Необходимость введения разработанного нормирования обусловлена тем, что широко применяемые в настоящее время методы оптимизации СН не позволяют расчетным путем найти полностью все геометрические параметры элементов проточной части насоса.
Вместе с этим в ряде публикаций даны ошибочные рекомендации по выбору геометрии камеры смешения и диффузора, а также положения сопла, полученные в условиях, при которых гидродинамические процессы в каждом из этих элементов рассмотрены изолировано.
Однако рабочий процесс в СН реализуется таким образом, что структура потока (распределение скоростей) на выходе каждого элемента формирует условия на входе следующего элемента, а эта структура определяется режимом работы насоса. Поэтому оптимальные параметры камеры смешения и диффузора являются взаимно связанными.
Испытания насосов, проточная часть которых спроектирована и изготовлена с учетом уточненных нормативов, подтверждают адекватность предлагаемого регламента. Эксперименты также указывают на перспективы совершенствования СН. Применение секционных диффузоров позволяет не только в 1,5 раза сократить продольные габариты и массу без ухудшения качества насосов этого типа, но и на 8 – 10% повышают к. п. д. низконапорных СН, а камеры смешения с оптимальной геометрией предвключенных конических участков улучшает показатели высоконапорных СН.
Ключевые слова: Струйный насос, энергетическая эффективность, оптимизация геометрии элементов, нормирование геометрических параметров.
Abstract. As a result of the analysis and the generalizations of outcomes of the most significant domestic and foreign researches of effect of geometrical parameters on efficiency of jet pumps (JP) are installed normalizing relations between geometrical parameters of a flowing section and ranges of their change, which one together with optimized parameters provide obtaining the best energy performance of the designed pump for given conditions.
The necessity of introduction of designed normalization is caused by that widely applicable now methods of optimization (JP) do not allow by calculation to find completely all geometrical parameters of units of a flowing section of the pump.
Together with that in a number of the publications the erroneous guidelines are given at the choice of geometry of mixing chamber and diffuser, and also the position of a nozzle obtained in conditions, at which one hydrodynamic process in each of these units considered in isolation.
However working process in (JP) is implemented in such a manner that the flow structure (velocity distribution) at the exit of each element creates the conditions at the inlet of the next element, and this structure is determined by the mode of operation of the pump. Therefore, the optimal parameters of the mixing chamber and the diffuser are mutually connected.
Tests of pumps, the flowing section which one is projected and manufactured according to specified standards, confirm adequacy of proposed regulation. The experiments also indicate perspectives of perfecting JP.
The application of sectional diffusers not only allows 1.5 times to reduce the longitudinal size and weight without degradation of quality pumps of this type, but also by 8 – 10% increase the efficiency of low-pressure JP, and the mixing chamber with optimum geometry of the upstream conical part improves the performance of high-pressure JP.
Key words: Jet pump, energy efficiency, optimization of geometry of units, normalization of geometrical parameters.
