Теоретические и экспериментальные основы рабочего процесса вихревых насосов

Цель исследований заключается в рассмотрении некоторых вопросов теории вихревых насосов, являющихся основными, и частной теории рабочего процесса на базе подходящей модели явлений, происходящих в нем. Вихревые насосы являются неотъемлемой частью различных отраслей промышленности: химической, нефтегазовой, атомной теплоэнергетики, морской, сельскохозяйственной включая водоснабжение. В статье рассматриваются вопросы конструкции вихревых насосов, а также связь кинетических и энергетических параметров в процессе их работы. Несмотря на значимые научные достижения в области разработки различных конструкций насосов данного типа, существуют разногласия в научно-практической деятельности при объяснении основных принципов их работы, что является предметом наших исследований. В статье подробно описываются принципы работы вихревого насоса и обсуждаются общие аспекты теории его рабочего процесса. Рассматриваются пути передачи энергии колеса жидкости, перемещающейся в рабочем канале вихревого насоса. Представлены энергетические зависимости для движения жидкости в рабочих полостях насоса. Получено соотношение, которое показывает, что повышение давления в боковом канале определяется только энергетическими потерями в струйке жидкости, и выводится критерий, который связывает полезный эффект насоса с энергетическими потерями.

1. Усаковский В.М. Водоснабжение и водоотведение в сельском хозяйстве. М.: Колос, 2002. 328 с.

2. Али М.С., Бегляров Д.С., Чебаевский В.Ф. Насосы и насосные станции: учебник. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. 330 с.

3. Насосы, вентиляторы, кондиционеры: Справочник / Росляков Е.М., Коченков Н.В., Золотухин И.В. и др. СПб.: Политехника, 2006. 882 с.

4. Кривченко Г.И. Гидравлические машины: учебник. М.: Энергоатомиздат, 1989. 320 с.

5. Кикот А.В. Исследование напорной характеристики вихревого насоса LEOAPm 37 // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2022. Т. 18, № 3. С. 1‑7.

6. Кузнецов В.И., Макаров В.В. Эффект Ранка: эксперимент, теория, расчет. М.: Инновационное машиностроение, 2017. 376 с.

7. Байбаков О.В. Вихревые гидравлические машины. М.: Машиностроение, 1981. 197 с.

8. Жданов И.Л. Расчет течения жидкости в каналах вихревого насоса / Хаустов А.И., Сергиевский Э.Д., Овчинников Е.В. // Вестник МАИ. 2003. Т. 10, № 2. С. 47‑51.

9. Sha Y., Yang M., Kang C., Wang J., Huilong C. Design method and characteristic analysis of vortex pump // Trans. CSAE. 2004. № 20. Рр. 124‑127.

10. Zhu R., Chen J., Wang X., Su B. Numerical simulation and experimental of influence of hem and high-low blade on performance of vortex pump // Fluid Mach. 2012. № 40. Рр. 1‑5.

11. Ханнанов Р.Б. Экспериментальные данные испытания вихревого насоса // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15, № 8. С. 287‑288.

12. Штеренлихт Д.В. Гидравлика: учебник для вузов. 5-е изд., стер. М.: Лань, 2015. 656 с.