Разработка методики расчета зависимости частоты вращения плосколопастной крыльчатки с трубой от расхода жидкости

Дата поступления: 
24.02.2020
Библиографическое описание статьи: 

Бальчугов А. В. Разработка методики расчета зависимости частоты вращения плосколопастной крыльчатки с трубой от расхода жидкости / А. В. Бальчугов, Б. О. Кустов, А. В. Бадеников // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – № 3(67). – С. 16–22. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.3(67).16-22

 

Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
621.01
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.3(67).16-22

Файл статьи: 
Страницы: 
16
22
Аннотация: 

В статье приводится разработанная методика расчета зависимости частоты вращения плосколопастной крыльчатки с трубой от расхода потока жидкости и результаты экспериментальной проверки предложенной методики. Актуальность работы обусловлена тем, что устройства с вращающейся крыльчаткой и трубой являются перспективными для интенсификации процесса переноса теплоты, а приемлемая инженерная методика их расчета в настоящее время отсутствует. В основу методики расчета положено модифицированное классическое уравнение движения крыльчатки, представленное в виде баланса движущего момента вращения крыльчатки и суммы моментов потерь, с учетом момента трения во вращающейся вместе с крыльчаткой трубе и с учетом массы вращающейся жидкости. Методика расчета справедлива для плосколопастных крыльчаток со ступицей, имеющей конусообразные выступы на торцах, причем лопасти крыльчатки жестко крепятся к стенкам трубы. Показано, что по результатам расчета из-за потерь энергии на трение во вращающейся трубе, крыльчатке, подшипниковых опорах и манжетных уплотнениях частота вращения плосколопастной крыльчатки снижается на 9,4 % в сравнении с максимальной (идеальной частотой вращения). Предложенная методика расчета позволяет получить линейное уравнение зависимости частоты вращения крыльчатки от расхода потока жидкости в трубе с достоверностью аппроксимации 0,968 в диапазоне расхода воды 1,7–3,4 м3/ч. Выполнена экспериментальная проверка расчетной зависимости, полученной в результате расчета по методике. Допустимое отклонение результатов расчета от результатов эксперимента в размере 8,1–14,7 % наблюдается в диапазоне расхода воды 1,95–2,8 м3/ч. При расходе воды менее 1,7 м3/ч труба вращалась нестабильно. Разработанная методика расчета и полученные уравнения зависимости частоты вращения от расхода воды будут востребованы при разработке новых устройств для интенсификации процессов переноса тепла за счет вращения крыльчатки с теплообменной трубой потоком жидкости.

Список цитируемой литературы: 
  1. Пат. 2705787 Рос. Федерация. Аппарат воздушного охлаждения / А.В. Бальчугов, Б.О. Кустов, А.В. Бадеников ; патентообладатель Ангарский государственный технический университет ; заявл. 24.07.2019. ; опубл. 11.11.2019.
  2. Лившиц А.В. Филиппенко Н.Г., Машович А.Я. Технология электротермической обработки материалов полем высокой частоты // Проблема транспорта Восточной Сибири : науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов электромеханического факультета ИрГУПС. Иркутск, 2011. С. 139–144.
  3. Peter Childs. Rotating Flow. Imprint: Butterworth-Heinemann,2010. 416 p.
  4. Forsthoffer W. Forsthoffer's Rotating Equipment Handbooks. Imprint: Elsevier Science. 2005. 416 p.
  5. Prashad H. Solving Tribology Problems in Rotating Machines. Imprint: Woodhead Publishing. 2006. 264 p.
  6. Vanyo J.P. Rotating Fluids in Engineering and Science. Imprint: Butterworth-Heinemann, 1993. 440 p.
  7. Round G.F. Incompressible Flow Turbomachines. Imprint: Butterworth-Heinemann, 2004. 352 p.
  8. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества : справочник. Л. : Машиностроение, 1989. 701 с.
  9. Бошняк Л.Л., Бызов Л.Н. Тахометрические расходомеры. Л. : Машиностроение, 1968. 212 с.
  10. Бобровников Г.Н., Камышев Л.А. Заправочные системы. М. : МГТУ, 1972.
  11. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения : справочник. М. : Машиностроение, 1992. 608 с.
  12. Перель Л.Я. Подшипники качения: расчет, проектирование и обслуживание опор : справочник. М. : Машиностроение, 1983. 543 с.
  13. Ахвердиев К.С., Лагунова Е.О., Солоп К.С. Расчетная модель радиального подшипника повышенной несущей способности, работающего на микрополярной смазке с учетом ее вязкостных характеристик от температуры // Вестник Донск. гос. техн. ун-та. 2016. № 16(4). C. 110–117.
  14. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. Л. : Машиностроение, 1973. 232 с.
  15. Любимов Г.А., Любимов Б.Г. Теория и расчет осевых многоступенчатых турбин турбобуров. Л. : Гостоптехиздат, 1963. 180 с.
  16. Advances in Heat Pipe Technology. Proceedings of the IV-th International Heat Pipe Conference, 7–10 September 1981, London, UK. P. 830.
  17. Heat Pipes. Theory, Design and Applications. Imprint: Butterworth-Heinemann. 2013. P. 288.
  18. Hartnett J., Irvine T., Cho Y., Greene G. Advances in Heat Transfer. Vol. 35. 2001. 322 p.