МОДЕЛЬ ВТРАТ У КОМБІНОВАНОМУ ВІДВОДІ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА

Олексій  Луговий; Олександр  Гусак

doi:10.20998/2079-0775.2026.1.09

Автор(и)

Олексій Луговий Сумський державний університет, аспірант кафедри «Прикладна гідроаеромеханіка»; м. Суми, Україна https://orcid.org/0009-0007-0349-2230
Олександр Гусак кандидат технічних наук, Сумський державний університет, професор кафедри «Прикладна гідроаеромеханіка», м. Суми, Україна https://orcid.org/0000-0003-4372-5776

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0775.2026.1.09

Ключові слова:

відцентровий насос, комбінований відвід, робоче колесо, напрямний апарат, чисельне дослідження, гідравлічні втрати, математична модель

Анотація

У статті проаналізовано результати досліджень комбінованих відводів відцентрових насосів. Практично всі сучасні дослідження проведені з використанням чисельного моделювання течії, що дозволяє отримувати як диференційні, так і інтегральні характеристики робочого процесу, який має місце в комбінованому відводі. Порівняння результатів чисельного моделювання з результатами фізичного дослідження показує добре співпадіння. У статті описано дослідження робочого процесу в комбінованому відводі відцентрового ступеня з боковою кільцевою камерою. За допомогою чисельного дослідження виконано аналіз течії на виході із напрямного апарата і в кільцевій камері. На базі рівнянь Бернуллі та рівняння зміни моменту кількості руху, та враховуючи особливості робочого процесу в комбінованому відводі, розроблена математична модель для оцінювання втрат у комбінованому відводі відцентрового насоса середньої швидкохідності. За результатами чисельного моделювання течії визначені сукупні гідравлічні втрати в комбінованому відводі відцентрового ступеня насоса, а також визначені втрати в окремих компонентах комбінованого відводу. Результати чисельного дослідження порівняні з результатами розрахунку втрат з використанням розробленої математичної моделі. Максимальне відхилення результатів складає 4% від напору ступеня. Представлена в статті математична модель дозволяє на стадії проектування виконувати оцінку втрат в комбінованому відводі і як наслідок – оцінку величини ККД відцентрового ступеня

Посилання

Луговий О.Л., Гусак О.Г., Юрченко О.Ю. (2025). Гідро-динамічні особливості комбінованих відводів відцентро-вих насосів. Вісник СНАУ. Серія «Механізація та авто-матизація виробничих процесів». Випуск 3(61), 2025, С. 59 – 63. https://doi.org/10.32782/msnau.2025.3.8.
API 610 Centrifugal Pumps for Petroleum (2012), Heavy Duty Chemical and Gas Industry Services, ANSI/API STANDARD 610, 12th Edition, 218 p.
A. Stepanoff. (1993). Centrifugal and Axial Flow Pumps. Theory, Design, and Application. Krieger Publishing Company. 462 p.
Tan, M., Guo, B., Liu, H., Wu, X., & Wang, K. (2015). Investigation of radial force and hydraulic performance in a centrifugal pump with different guide vane outlet angle. Journal of Vibroengineering, 17, 3247-3260.
Dongrong Meng, Ting Jiang, Hongling Deng, Gaoyang Hou. Numerical Simulation Research on Radial Force of Centrifugal Pump with Guide Vanes. Hindawi Shock and Vibration. Volume 2021, Article ID 6638123, 10 p.
Xiaorui Cheng, Peng Wang, Shuyan Zhang (2019). Investigation on matching characteristics of nuclear main pump guide vanes and annular casing. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 41:353 https://doi.org/10.1007/s40430-019-1854-0
Xiaorui Cheng, Wenrui Bao, Li Fu, Xiaoting Ye. (2017). Sensitivity analysis of nuclear main pump annular casing tongue blend. Advances in Mechanical Engineering, Vol. 9(7), рр. 1–9. The Author(s) 2017. https://doi.org/10.1177/1687814017706599.
Kai Wang, Yu-cheng Jing, Xiang-hui He, Hou-lin Liu. (2019). Efficiency improvement and evaluation of a centrifugal pump with vaned diffuser. Advances in Mechanical Engineering, Vol. 11(3), рр. 1–12. The Author(s) 2019. https://doi.org/10.1177/1687814019825904.
Meng, D., Jiang, T.T., Deng, H., & Hou, G. (2021). Numerical Simulation Research on Radial Force of Centrifugal Pump with Guide Vanes. Shock and Vibration. https://doi.org/10.1155/2021/6638123.
Wang, W., Wang, H., Pei, J., Chen, J., Gan, X., & Sun, Q. (2025). Artificial intelligence approach for energy and entropy analyses of a double-suction centrifugal pump. Energy. https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136046.
Massinissa Djerroud, Guyh Dituba Ngoma, and Walid Ghie (2011). Numerical Identification of Key Design Parameters Enhancing the Centrifugal Pump Performance: Impeller, Impeller-Volute, and Impeller-Diffuser. International Scholarly Research Network ISRN Mechanical Engineering. Volume, Article ID 794341, 16 p. doi:10.5402/2011/794341.
Yonglin Qin, Deyou Li, Hongjie Wang, Zhansheng Liu, Xianzhu Wei, Xiaohang Wang. (2022). Investigation on hydraulic loss component and distribution in hydraulic machinery: A case study of pump-turbine in pump mode. Journal of Energy Storage. Volume 52, Part B, 15 August, 104932. https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104932.
Idelchik I.E. (2007). Handbook of Hydraulic Resistance. 4th Revised and Augmented Edition. Series Editors: A.S.Ginevskiy and A.V.Kolesnikov. Printed in the United States of America. DOI: 10.1615/978-1-56700-251-5.0.
Лугова С.О. (2009). Гідродинамічні особливості проєк-тування змінних проточних частин при створенні уні-фікованого ряду відцентрових насосів [Hydrodynamic features of designing replaceable flow parts when creating a unified series of centrifugal pumps]. Автореферат дисерта-ції на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. – Сумський державний університет. Суми. 2009 – 20 с.
Johann Friedrich Gülich. (2020). Centrifugal Pumps. Fourth Edition. Johann Friedrich Gülich. Springer Nature Switzerland AG 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14788-4.