Details

Тема выпускной квалификационной работы: Математическое моделирование течения вязкой жидкости в проточной части осевого насоса типа Л-1170. В данной работе было проведено исследование течения вязкой жидкости в проточной части осевого насоса Л-1170. Так же эта проточная часть была исследована на прочность, на кавитационные качества и гидроаброзивные качества. Поставленные задачи решены на основе использования совокупности методов вычислительной гидродинамики, обработки и анализа данных. Для верификации данных численного расчеты были использованы экспериментальные данные, полученные на водяном стенде кафедры Гидромашиностроения СПБПУ. Рассмотрены расчетные модели на разных типах сетки: структурированная и неструктурированная. Для дискретизации расчетной области применялись сеточные генераторы: «ICEM CFD» и «TurboGrid». Для описания течения в проточной части насоса использовалась стандартная двухпараметрическая к-е модель турбулентности, а для расчета пристеночных течений пристеночные функции. Применялись граничные условия характерные для лопастных насосов, то есть полная энергия на входе и массовый расход на выходе расчетной области, при условие периодичности сопряжения вращающихся и неподвижных частей проточной части. Периодичность производилось, за счет осреднения локальных параметров потока (давление) на поверхностях интерфейса. По результатам исследований дана рекомендация для осевых насосов данной быстроходности по дискретизации расчетной модели на основе структурированной сетки. Также с данным насосом были проведены прочностные расчеты, которые выявили семикратный запас по прочности. Лучшие кавитационные качества наблюдаются при угле установки 0 градусов, а лучшие энергетические показатели наблюдаются при установке угла в 5 градусов.

The topic of the final qualifying work: Mathematical modeling of the flow of viscous liquid in the flow part of the axial pump type L-1170. In this work, a study of the flow of viscous liquid in the flow part of the axial pump L-1170 was carried out. Also, this flow part was tested for strength, cavitation qualities and waterjet qualities. The tasks are solved on the basis of using a set of methods of computational fluid dynamics, data processing and analysis. To verify the numerical calculation data, experimental data obtained at the water stand of the Department of Hydraulic Engineering of SPBPU were used. Computational models on different types of grid are considered: structured and unstructured. Grid generators «ICEM CFD» and «TurboGrid» were used to discretize the computational domain. A standard two-parameter k-e turbulence model was used to describe the flow in the flow part of the pump, and wall functions were used to calculate wall flows. The boundary conditions characteristic of vane pumps were applied, that is, the total energy at the inlet and the mass flow rate at the outlet of the design area, under the periodicity condition, the coupling of rotating and stationary parts of the flow part was performed by averaging the local flow parameters (pressure) on the interface surface. Based on the results of the research, a recommendation is given for axial pumps of this speed for the discretization of a computational model based on a structured grid. Also, strength calculations were carried out with this pump, which revealed a sevenfold margin of safety. The best cavitation qualities are observed at an installation angle of 0 degrees, and the best energy performance is observed at an installation angle of 5 degrees.