ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1 Обзор методов проектирования, расчета течения и потерь в ступенях многоступенчатых центробежных насосов
1.1 Полуэмпирические методы расчета проточной части ступеней ЦН
1.1.1 Рабочее колесо
1.1.2 Отвод канального типа.
1.2 Прогнозирование характеристик ЦП.
1.3 САПР центробежных насосов
2 Уточнение расчета скорости невязкого потока с учетом стеснения и параметров ППС с учетом их изменения поперек межлоиастного канала.
2.1 Физическая и математическая модели течения в РК
2.2 Система уравнений ППС на ограничивающих дисках.
2.3 Учет стеснения потока в ядре и уточненное решение
системы уравнений ППС
3 Методика расчета течения вязкой жидкости и потерь в МКО в приближении ПС и низкоэнергстического следа.
3.1 Физическая картина течения в канальном отводе.
3.2 Методика расчета течения вязкой жидкости в МКО
3.3 Методика расчета потерь в МКО.
4 Прогнозирование энергетических характеристик ступеней насосов.
4.1. Прогнозирование напора при нулевой подаче
4.2. Прогнозирование энергетических характеристик ступени.
5 Расчетное исследование влияния основных параметров на гидравлические качества проточной части ступеней питательных насосов.
5.1 Схема 3х уровневой оптимизации параметров элементов РК ЦН
5.1.1 1й уровень.
5.1.2 2й уровень.
5.1.3 3й уровень.
5.2 Система САПР ЦН
5.3 Исследование потерь в сту пени ПН с коэффициентом быстроходности п при проектировании ее на различные коэффициенты напора.
5.4 Анализ спроектированных вариантов РК, МКО.
5.5 Рекомендации по выбору относительной ширины РК
5.6 Рекомендации по выбору диаметра РК
5.7 Выводы.
6 Анализ 3х мерного вязкого течения и интегральных характеристик ступеней.
6.1 Методика расчета
6.2 Математическая модель для расчета течения в ступени насоса
6.3 Результаты расчетов течения и проектирования характеристик
Заключение
Библиографический список литературы.
Введение
Центробежные насосы широко применяются на атомных и тепловых электростанциях. На АЭС насосное оборудование применяется практически во всех основных технологических и вспомогательных системах в главном циркуляционном контуре, циркуляционной системе для охлаждения конденсаторов турбин, системе подачи питательной воды, тракте основного конденсата и системе безопасности.
Важной задачей является повышение эффективности таких энергоемких машин как питательные насосы. При мощностях энергоблоков 0, 0, МВт и более увеличение КПД питательного насоса только на один процент означает экономию сотен киловатт электроэнергии.
Значительную долю среди применяемого насосного оборудования составляют насосы низкой и средней быстроходности с .0. Такие насосы обладают относительно узкой проточной частью, в них сильно проявление пространственных вязких эффектов. Углы выхода потока из рабочего колеса малы, доля преобразования скоростной энергии, приходящаяся на отводящее устройство, значительна. Гидравлические потери в рабочем колесе и в отводе значительны. Задача обеспечения максимально высокого КПД является одной из главных при проектировании и отработке ступеней таких насосов.
Добиться удовлетворения этих требований можно
1 на основе традиционного одновариантного проектирования по обычно принятой одномерной струйной теории с введением эмпирических коэффициентов и последующей экспериментальной доводкой на стендах
2 на основе многовариантного математического моделирования с выбором оптимального варианта, удовлетворяющего требованиям технического задания, на стадии проектирования.
Для реализации второго пути необходимо иметь математические модели, описывающие правильно качественно и количественно рабочий процесс в элементах ступени центробежного насоса в рабочем колесе и отводе. Такие модели должны с приемлемой для практики точностью давать возможность определять выходные параметры ступени теоретический напор Нт, коэффициент полезного действия т Л об Л мех действительный напор ННтТг, кавитационный коэффициент быстроходности Скр или кавитационный запас .
В лопастных гидромашинах разработка расчетных методов велась в основном для гидравлических турбин с относительно широкими проточными частями, в которых наибольшее влияние на гидродинамические показатели оказывала пространственность течения в невязком ядре потока. В таких проточных частях ограничивающие диски, вследствие относительно высоких лопастей, не оказывают сильного влияния на формирование вязкого течения в межлопастных каналах. В связи с этим для оценки потерь использовались методы теории пограничного слоя, разработанные для плоских решеток профилей. В относительно узких проточных частях центробежных насосов низкой и средней быстроходности с диффузорным течением на развитие вязкого течения в межлопастных каналах сильное влияние оказывает наличие ограничивающих дисков. Причем как за счет дополнительных потерь на них самих . для ПН у, так и за счет воздействия вторичных течений, возникающих на дисках и переносящих массы заторможенной жидкости к стороне разрежения лопасти, на формирование пограничного слоя на лопастях и низкоэнергетического следа у стороны разрежения лопасти, в котором сосредоточена значительная доля потерь . и который сильно загромождает межлопастной канал, что приводит к уменьшению теоретического напора Нт.
На кафедре гидромашиностроения СПбГПУ для РК была разработана математическая модель течения ,. Для расчета невязкого течения использовался квазитрехмерный подход. Для расчета течения вязкой жидкости в приближении пространегвенного пограничного слоя на дисках и лопастях были использованы два интегральных соотношения импульсов и вспомогательное уравнение эжекцни, позволяющее определять переменное значение формпараметра Н вдоль линии тока внешнего течения. За точкой отрыва рассчитывался низкоэнергетнчсский след на основе дифференциального уравнения, полученного из уравнения неразрывности. В рамках используемого разделения потока на невязкое ядро и пограничный слой было получено выражение для относительных гидравлических потерь в рабочем колесе в относительном и абсолютном движении через параметры пространственного пограничного слоя и низкоэнергетического следа.
В данной работе разработана уточненная модель в рамках квазитрехмерного подхода для РК, данный поход распространен для расчета течения и потерь в отводе канального типа. На основе разработанных математических моделей выполнены
расчетные исследования по определению влияния различных параметров проточной части на гидравлические качества ступени и разработана проточная часть насоса низкой быстроходности с повышенной эффективностью. В качестве объекта исследования выбран многоступенчатый насос с коэффициентом быстроходности п5 , который является составной частью агрегата питательного олектронасосного АПЭ 05А. Агрегат применяется в качестве питательного насоса, обеспечивающего подачу питательной воды из деаэратора на подогреватели и далее в парогенератор на АЭС с реакторной установкой ЬН0, а также для питания водой стационарных паровых котлов теплоэнергетических блоков ТЭС, обеспечения питательной водой с температурой до 5 С котельных и парогенераторных установок.
Схема реакторной установки БН0 приведена ниже на схеме.
1 Реактор 2 Главный циркуляционный насос 1 контура 3 Промежуточный теплообменник 4 Тепловыделяющие сборки 5 Парогенератор 6 Буферная и сборная мкости 7 Главный циркуляционный насос 2 контура 8 Турбоустановка 9 Генератор Трансформатор Конденсаторы Циркуляционные насосы Конденсатные насосы Подогреватели Деаэратор Питательные насосы Прудохладитель Огпуск электроэнергии потребителю.
Актуальность
- Київ+380960830922