Пульсации давления на частоте следования лопаток (ЧСЛ) и шум – хорошо известная особенность центробежных насосов. Высокий уровень гидродинамической вибрации, вызванной пульсациями давления, влияет на надежность и срок службы насосного агрегата. Узкополосный шум ЧСЛ нарушает экологические требования. Предложена оптимизация центробежного рабочего колеса с дополнительным рядом укороченных лопаток с помощью численных исследований дискретно-вихревым методом в двумерной постановке и акустико- вихревым методом в трехмерной постановке. Согласно методу дискретных вихрей жидкость имеет конечное число тангенциальных разрывов поверхностей скоростей, которые имитируют лопатки и свободные вихревые пластины, вызванные отрывом потока от обтекаемых поверхностей; источник вихря, расположенный в начале полярной системы координат. Турбулентное поведение потока в каналах центробежного рабочего колеса моделируется с использованием оригинального подхода со скользящими точками разрыва потока. Знание потенциала скоростей позволяет определить параметры течения и его неоднородность на выходе из решетки лопаток, а также определить граничные условия для волнового уравнения относительно колебаний энтальпии. Последнее решено с помощью акустико-вихревого метода декомпозиции. С помощью многокритериальной оптимизации исследуется геометрия центробежного рабочего колеса, отличающаяся расположением дополнительных укороченных лопаток.

The blade passing frequency (BPF) pressure pulsations and noise is a well-known feature of centrifugal pumps. A high level of hydrodynamic vibration caused by pressure pulsations affects pumping unit reliability and service life. The narrowband BPF noise violates environmental requirements. Optimizing the centrifugal impeller with an additional row of shortened blades is proposed using numerical studies by a discrete-vortex method in a two-dimensional formulation. According to this method, the liquid has a finite number of tangential discontinuities of velocity, which simulate blades and free vortex sheets caused by flow separation from the streamlined surfaces; a vortex source located at the origin of the polar coordinate system. The turbulent behavior of the flow in centrifugal impeller channels models using the original approach with sliding flow breakpoints. Knowing the velocity potential enables us to decide on the flow parameters and flow inhomogeneity at the blade cascade outlet and define boundary conditions for the wave equation relative to enthalpy oscillations. The latter is soled using the acoustic-vortex decomposition approach. The centrifugal impeller geometry that differs in the arrangement of additional shortened blades is studied using multi-criteria optimization.

"Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития", всероссийская научно-техническая конференция (2022; Санкт-Петербург). Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития: сборник статей XII Всероссийской научно-технической конференции, 1 июля 2022 года / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, [Институт энергетики]; [оргкомитет конференции: А. А. Жарковский (председатель) [и др.]. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. — 1 файл (1,15 Гб). — Загл. с титул. экрана. — Электронная копия печатной публикации 2022 г. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/i22-260.pdf>. — DOI 10.18720/SPBPU/2/i22-260. — Текст: электронный