Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка и оптимизация проточной части насоса двухстороннего всасывания» Целью выпускной квалификационной работы является цифровое моделирование проточной части одноступенчатого насоса двухстороннего всасывания, с дальнейшей оптимизацией для достижения требуемых выходных параметров, указанных в техническом задании. Расчёт основных гидравлических и геометрических параметров был произведен при помощи методики Ломакина А.А. еще в прошлом курсе обучения. После выявления основных геометрических параметров для трёхмерного моделирования были использованы программные комплексы Solid-Works и Ansys CFX. Программа SolidWorks использовалась для разработки всех трёхмерных деталей центробежного насоса двухстороннего всасывания (в частности, и построение трёхмерной модели проточной части, в которую входит рабочее колесо, полуспиральный подвод и спиральный отвод), из-за большого числа необходимых инструментов для выполнения поставленной задачи. Программный комплекс Ansys широко известен в инженерных кругах и необходим для выполнения гидродинамического расчёта течения вязкой жидкости в проточной части исследуемого насоса, возможности построения сетки в Ansys Meshing и здания пограничных условий препроцессоре CFX-PRE с последующей визуализацией и получения полного анализа выполненной работы. Проанализировав полученные данные была выбрана методика оптимизации проточной части насоса, которая заключается в подрезке рабочего колеса для достижения необходимых параметров, заданных в техническом задании, а также построены характеристики до и после оптимизации проточной части насоса. В качестве дополнения был произведен прочностной расчёт ротора насоса.

The subject of the graduate of qualification work is: “Development and optimization of the flow part of the double-suction pump” The aim of the final qualification work is to digitally model the flow part of a single-stage double-sided suction pump, with further optimization to achieve the required output parameters specified in the technical specifications. The calculation of the main hydraulic and geometric parameters was performed using the method of A.А. Lomakin. in the past training course. After identifying the basic geometric parameters for 3D modeling, the SolidWorks and Ansys CFX software packages were used. The SolidWorks program was used to develop all three-dimensional parts of a double-suction centrifugal pump (in particular, to build a three-dimensional model of the flow part, which includes the impeller, half-spiral inlet and spiral outlet), due to the large number of necessary tools for fulfilling the set tasks. The Ansys software package is widely known in engineering circles and is necessary for performing hydrodynamic calculation of viscous fluid flow in the flow path of the pump under study, the possibility of constructing a grid in An-sys Meshing and building boundary conditions with the CFX- preprocessor, followed by visualization and obtaining a complete analysis of the work performed. After analyzing the data obtained, we selected a method for optimizing the pump flow part, which consists in trimming the working wheel to achieve the necessary parameters specified in the technical task, and also the characteristics were constructed before and after optimization of the pump flow part. As an addition, a strength calculation of the pump rotor was made.

• Перечень сокращений и обозначений
• Введение
• 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
  • 1.1 Насосы
    • 1.1.1 Общие понятия о динамических насосах
    • 1.1.2 Центробежные насосы двустороннего всасывания
  • 1.2 Методика проектирования и оптимизации
    • 1.2.1 Методика проектирования насоса
    • 1.2.2 Метод оптимизации проточной части насоса
  • 1.3 Математическая модель
    • 1.3.1 Основное уравнение потоков жидкости
    • 1.3.2 Закон сохранения масс
    • 1.3.3 Закон сохранения линейного импульса
    • 1.3.4 Закон сохранение энерегии
    • 1.3.5 Модели турбулентности
    • 1.3.6 Несжимаемая модель турбулентности k −ε
    • 1.3.7 Множественная система отчета
    • 1.3.8 Несжимаемые уравнения Навье-Стокса во вращающейся системе отсчета
• 2 ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАСОСА ДВУХСТОРОННЕГО ВСАСЫВАНИЯ
  • 2.1 Исследование насосов двухстороннего всасывания на мировом рынке, транспортировка нефти и нефтепродуктов
    • 2.1.1 Исследование насосов двухстороннего всасывания на мировом рынке
    • 2.1.2 Транспортировка нефти и нефтепродуктов
  • 2.2 Трёхмерный вид основных элементов центробежного насоса двустороннего всасывания
  • 2.3 Жидкотельная модель для моделирования течения жидкости в проточной части центробежного насоса двустороннего всасывания
• 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ НАСОСА ДВУХСТОРОННЕГО ВСАСЫВАНИЯ
  • 3.1 Дискретизация расчётной области с использованием сеточного генератора в программном комплексе «Ansys meshing»
    • 3.1.1 Построение расчётной сетки
    • 3.1.2 Задание граничных условий в препроцессоре CFX-PRE и решение задач
  • 3.2 Визуализация полученных результатов гидродинамического расчёта
  • 3.3 Оптимизация проточной части проектируемого насоса
    • 3.3.1 Расчётные характеристики насоса до оптимизации
    • 3.3.2 Результаты оптимизации проточной части
• 4 РАСЧЁТ НА ПРОЧНОСТЬ
  • 4.1 Статический анализ
  • 4.2 Модальный анализ
• Заключение
• Список использованных источников