Науковий вісник НГУ

Опис лопаток радіальних машин багатопараметричним сімейством гладких поверхонь

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2022

Останнє оновлення: 28 грудня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1822

Authors:

М.О.Катренко*, orcid.org/0000-0003-1015-5746, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Л.Борщ, orcid.org/0000-0003-3321-2360, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.В.Кулик, orcid.org/0000-0002-2913-4462, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (6): 068 - 075

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/068

Abstract:

Мета. Формування математичної моделі, що дозволяє створювати просторові форми лопаткових апаратів радіальних динамічних лопаткових машин, які обертаються.

Методика. Розвинуто підхід до формування теоретичної математичної моделі профілювання лопаток радіальних динамічних лопаткових машин, як агрегатів енергетичних установок, повітряно-реактивних двигунів і систем постачання компонентів палива ракетних двигунів. Розвинений підхід базується на фізичній моделі, що передбачає рух робочого тіла у проточній частині міжлопаткового апарату по гвинтовій поверхні.

Результати. Отримана система рівнянь, що дозволяє описати лопатку радіальної динамічної лопаткової машини будь якого призначення сімейством гладких поверхонь. Розроблена й використана система багатопараметричного корегування форми гладкої поверхні лопатки з урахуванням особливостей зміни геометричних даних, що базується на сталих вхідних і вихідних параметрах лопатки. На основі огляду сучасних зразків техніки враховані можливі конфігурації просторової форми лопатки радіального й радіально-осьового типу, геометричні фактори, що впливають на поверхню лопатки, яка створюється. Показана можливість отримання багатоярусного лопаткового апарату шляхом зміни умов геометричних параметрів на вході.

Наукова новизна. У рамках розвиненого підходу, стосовно умов забезпечення розрахункових геометричних параметрів і умов робочого процесу лопаткової машини, розглядаються лопаткові машини, які працюють на робочих тілах, що стискаються й не стискаються. Зокрема, показана можливість забезпечення побудови просторової поверхні лопатки робочих коліс радіальних лопаткових машин із широким діапазоном кутів лопаток на вході й виході з використанням гладких поверхонь.

Практична значимість. Використання розвиненого математичного методу дозволяє виконувати профіль обертових лопаткових апаратів для радіальних лопаткових динамічних машин різного призначення, таких як відцентрові насоси й компресори, доцентрові радіальні турбіни, а також лопаткові машини діагонального типу. Практична значимість отриманих результатів обумовлюється застосуванням динамічних радіальних лопаткових машин в авіаційній і ракетній техніці, агрегатах гірничої промисловості, технологічних пристроях підприємств хімічної промисловості.

Ключові слова: гвинтова поверхня, лопатка, вільна кромка, диск, профіль, рух, система координат, рівняння

References.

1. Bowade, A., & Parashar, C. (2015). A Review of Different Blade Design Methods for Radial Flow Centrifugal Pump. International Journal of Scientific Engineering and Research (IJSER), 3(7), 24-27.

2. Ragoth Singh, R., & Nataraj, M. (2014). Design and analysis of pump impeller using SWFS. World Journal of Modelling and Simulation, 10(2), 152-160.

3. Ait Moussa, A., & Yunhao, L. (2014). Improving the Hydraulic Efficiency of Centrifugal Pumps through Computational Fluid Dynamics Based Design optimization. Journal of Engineering Research and Applications, 4(8) (Version 1), 158-165. ISSN: 2248-9622.

4. Miao, S.-C., Yang, J.-H., Shi, G.-T., & Wang, T.-T. (2015). Blade profile optimization of pump as turbine. Advances in Mechanical Engineering, 7(9), 1-9. https://doi.org/10.1177/1687814015605748.

5. Bowade, A., & Parashar, C. (2015). Effect of blade shape on the performance of radial flow centrifugal pump designed with concentric circular ARC method and Point by Point method. Civil Engineering – Elixir International Journal, 86, 34922-34924.

6. Caldino-Herrera, U., Lira Martinez, M. A., Davalos Ramirez, J. O., Garcia Castrejon, J. C., & Sierra-Espinosa, F. (2019). Radial Inflow Turbine Geometry Generation Method Using Third Order Bezier Curves For Blade Design. Proceedings of ASME Turbo Expo 2019 Turbomachinery Technical Conference and Exposition. GT2019-90163. Retrieved from http://cathi.uacj.mx/handle/20.500.11961/8722?show=full.

7. Gundale, V. A., & Joshi, G. R. (2013). A Simplified 3d Model Approach in Constructing the Plain Vane Profile of a Radial Type Submersible Pump Impeller. Research Journal of Engineering Sciences, 2(7), 33-37.

8. Kostornoi, A. S., Tkach, P. Yu., Bondariev, O. O., & Podopryhora, N. N. (2021). Design of impeller blades in the intermediate stage of centrifugal pump to a preset shape of meridional flow pattern. HERVICON+PUMPS 2020. IOP Publishing. Journal of Physics: Conference Series, 1741, 012005. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1741/1/012005.

9. Aissa, M. H., & Verstraete, T. (2019). Metamodel-Assisted Multidisciplinary Design Optimization of a Radial Compressor. International Journal of Turbomachinery, Propulsion and Power, 4(35). https://doi.org/10.3390/ijtpp4040035.

10. Noughabi, A. K., & Sammak, S. (2018). Detailed Design and Aerodynamic Performance Analysis of a Radial-Inflow Turbine. Applied Sciences, 8(11), 2207. https://doi.org/10.3390/app8112207.

• < Попередня
• Наступна >