Details

Работа посвящена расчётному и экспериментальному исследованию верти- кального центробежного насоса типа с предвключённым шнеком. Объект иссле- дования — насос с двумя сменными шнеками: из PLA-пластика, изготовленным методом FDM 3D-печати, и шнеком из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (AISI 321). Предмет исследования — прочностные и энергетические характери- стики насоса при использовании обоих вариантов шнека. Методы исследования — метод конечных элементов (МКЭ) в программном комплексе ANSYS Mechanical для прочностного расчёта элементов проточной части; экспериментальные исследования насоса на замкнутом гидравлическом стенде для определения энергетических характеристик насоса. Область применения результатов — нефтяная и химическая промышлен- ность; лабораторные исследования насосного оборудования с применением ад- дитивных технологий на этапе опытно-конструкторских работ. Подтверждена практическая применимость FDM 3D-печати из PLA-пла- стика для изготовления опытных образцов деталей проточной части центробеж- ных насосов. Шнек из PLA обеспечивает прочность и гидравлические характе- ристики, сопоставимые с металлическим аналогом, при существенно меньших затратах времени и средств на изготовление.

The given work is devoted to the computational and experimental investigation of a vertical centrifugal pump equipped with an inducer. The research object is a pump with two interchangeable inducers: one made of PLA plastic manufactured by FDM 3D printing, and one made of stainless steel 12Kh18N10T (AISI 321). The subject of the research is the structural and energy characteristics of the pump using both inducer variants. The research methods are the finite element method (FEM) in ANSYS Mechani- cal for structural analysis of flow-path components, and experimental testing on a closed hydraulic test rig for determining the pump energy characteristics. The application area of the results covers the oil and chemical industries, as well as laboratory research of pumping equipment using additive manufacturing at the pro- totype development stage. The practical applicability of FDM 3D printing from PLA plastic for manufactur- ing prototype flow-path components of centrifugal pumps has been confirmed. The PLA inducer provides structural integrity and hydraulic characteristics comparable to the metal variant, at significantly lower manufacturing cost and lead time.