ЧИТАТЬ СТАТЬЮ
Аннотация. Работа посвящена комплексному сопоставлению совокупной стоимости владения (LCC) двух центробежных консольных насосов – серийного МНХИ В30-85 и условно «стандартного» агрегата с закрытым рабочим колесом идентичной производительности. Сравнение выполняется для условий перекачки промышленной воды с абразивной примесью. Методика объединяет численное гидродинамическое моделирование (CFD), прогноз эрозионного износа и экономический расчёт затрат на энергию, ремонты и запасные части. КПД обоих насосов определён нестационарным URANS-расчётом в STAR-CCM+; получены значения 48 % для МНХИ и 64 % для стандартного колеса. Дополнительное исследование эрозии показало, что скорость уноса
металла по отводу у МНХИ составляет 0,0005 кг/(м²·с), а у стандартного – 0,0029 кг/(м²·с), что приводит к разнопорядковому ресурсу корпуса. Результаты LCC-анализа демонстрируют, что при горизонте эксплуатации 20 000 ч более высокие энергетические затраты МНХИ (+335 тыс. руб) полностью компенсируются меньшими затратами на подшипники, отсутствием замен дорогостоящего отвода и сокращением складского запаса. Итоговая экономия составляет ≈ 45 тыс. руб. Сделаны выводы о перспективности применения МНХИ В30-85 при работе с загрязнёнными средами.
Ключевые слова: центробежный насос, CFD-моделирование, эрозионный износ, рабочее колесо, энергоэффективность, совокупная стоимость владения, абразивные среды, проточная часть насоса.
Annotation. The work is devoted to a comprehensive comparison of the total cost of ownership (LCC) of two centrifugal cantilever pumps – the serial MNHI B30 85 and a conventionally "standard" unit with a closed impeller of identical performance. The comparison is performed for pumping conditions of industrial water with abrasive admixture. The methodology combines numerical hydrodynamic modeling (CFD), forecast of erosive wear and economic calculation of energy costs, repairs and spare parts. The efficiency of both pumps is determined by the unsteady URANS calculation in STAR CCM+; The values of 48% for the MNX and 64% for the standard wheel were obtained. An additional erosion study showed that the rate of metal entrainment in the MNHI is 0.0005 kg/(m2 ·s), and in the standard 0.0029 kg /(m2·s), which leads to a different life of the housing. The results of the LCC analysis demonstrate that with an operating horizon of 20,000 hours, the higher energy costs of MNHI (+335 thousand rubles) are fully offset by lower bearing costs, the absence of expensive tap replacements and reduced inventory. The total savings amount to ≈ 45 thousand rubles. Conclusions are drawn about the prospects of using MNHI B30 85 when working with polluted media.
Keywords: centrifugal pump, CFD simulation, erosion wear, impeller, energy efficiency, life cycle cost, abrasive media, pump flow path.