ЧИТАТЬ СТАТЬЮ
Аннотация. В работе исследуется влияние упругого прогиба вала многоступенчатого центробежного насоса типа ВВ3 на его объёмный коэффициент полезного действия. Расчёты выполнены для номинального режима и режима жёсткой
недогрузки, где радиальные гидродинамические силы достигают максимальных значений. Методика основана на последовательном сопряжении гидродинамического моделирования в Star-CCM+ и прочностного анализа в COMSOL Multiphysics с итерационным уточнением равновесного положения ротора. Установлено, что учёт гидродинамического центрирования в щелевых уплотнениях существенно снижает величину прогиба, однако относительный эксцентриситет остаётся значительным, что приводит к нелинейному росту внутренних перетечек. В результате объёмный КПД на режиме недогрузки снижается на несколько процентных пунктов, тогда как вблизи оптимального режима влияние деформаций ротора оказывается незначительным. Полученные результаты обосновывают необходимость учёта податливости вала при проектировании и эксплуатации насосного оборудования в широком диапазоне подач.
Ключевые слова: центробежный насос, объёмный КПД, прогиб вала, щелевое уплотнение, эксцентриситет, гидродинамическая сила, численное моделирование.
Abstract. This paper investigates the influence of rotor elastic deflection on the volumetric efficiency of a multistage centrifugal oil pump (BB3 type). Calculations were performed for nominal flow conditions and severe part-load operation, where radial hydrodynamic
forces reach their maximum values. The methodology is based on sequential coupling of hydrodynamic modeling in Star-CCM+ and structural analysis in COMSOL Multiphysics, with iterative refinement of the rotor equilibrium position. It is shown that accounting for hydrodynamic centering in annular seals significantly reduces rotor deflection; however, relative eccentricity remains substantial, leading to a nonlinear increase in internal leakages. As a result, volumetric efficiency decreases noticeably under part-load conditions, while near the optimal mode the effect of rotor deformations is negligible. The findings justify the necessity of considering shaft flexibility in the design and operation of pumping equipment across a wide flow range.
Keywords: centrifugal pump, volumetric efficiency, rotor deflection, annular seal, eccentricity, hydrodynamic force, numerical simulation.