Повышение эффективности жидкостных струйных насосов путем реализации возможностей нестационарной эжекции
Диссертация
Установлено, что геометрические параметры ^ и О оказывают заметное влияние на продолжительность переходного процесса, которая возрастает как при увеличении соотношения инерционных длин проточной части аппарата, так и при уменьшении относительной площади сопла. При определенных значениях геометрических параметров (О и х) и относительного напора к переходная характеристика, а =/(г) имеет максимумы… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
- 1. 1. Принцип действия жидкостных динамических насосов трения
- 1. 2. Конструкции и основные направления развития струйных аппаратов
- 1. 3. Теоретические разработки в области струйной техники
- 1. 3. 1. Развитие теории струйных аппаратов
- 1. 3. 2. Величины, характеризующие рабочий процесс в струйном насосе
- 1. 3. 3. Статические характеристики и профилирование проточной части
- 1. 3. 4. Эжектнрование жидкости прерывистой струей
- 2. 1. Уточненная одномерная физико-математическая модель рабочего процесса в струйном насосе
- 2. 2. Статическая характеристика жидкостного эжектора
- 2. 3. Динамические характеристики работы струйного насоса
- 2. 4. Передаточная функция жидкостного струйного насоса
- 3. 1. Расчетная модель
- 3. 2. Алгоритм расчета и переходный процесс импульсного эжектора
- 3. 3. Закономерности изменения скоростей потоков жидкости в проточной части импульсного струйного аппарата
- 3. 4. Характеристики эжектора с импульсной подачей активной среды
- 3. 5. Напорная характеристика и КПД импульсного жидкостного насоеа
- 4. 1. Классический струйный насос
- 4. 2. Численное моделирование рабочего процесса жидкостного эжектора
- 4. 3. Клапанный водоводяной эжектор
- 4. 4. Водоводяной эжектор с импульсной подачей активного потока
- 4. 4. 1. Конструкция и принцип работы экспериментальной установки
- 4. 4. 2. Методика проведения экспериментального исследования
- 4. 4. 3. Обработка экспериментальных данных
- 4. 4. 4. Сравнение расчетной и экспериментальной зависимостей коэффициента эжекции от числа Струхаля
Список литературы
- А. с. 309 304 СССР, МКИ1 F 04 F 5/48. Струйный насос / А. А. Аноп, С. М. Иодко (СССР). -№ 168 776/24−6- заявлено 23.08.71- опубликовано 11.07.73, Бюл. № 30.-2 с.
- А. с. 549 600 СССР, МКИ2 F 04 F 5/04. Многосопловой эжектор / Е. К. Спиридонов, В. К. Темнов (СССР). -№ 2 125 761/06- заявлено 18.04.75- опубликовано 05.03.77, Бюл. № 9.-2 с.
- А. с. 626 252 СССР, МКИ2 F 04 F 5/14. Эжектор / В. И. Варцаба (СССР). -№ 2 443 943/25−06- заявлено 10.01.77- опубликовано 30.09.78, Бюл. № 36. 2 с.
- А. с. 684 162 СССР, МКИ2 F 04 F 5/02. Водоструйный эжектор / Г. И. Ефимочкин (СССР). № 2 597 729/25−06- заявлено 28.03.78- опубликовано 05.09.79, Бюл. № 33.-2 с.
- А. с. 800 434 СССР, МКИ3 F 04 F 5/42, В 64 D 13/08. Эжектор / В. Е. Щербаков, Ф. С. Югай, Л. А. Норкина (СССР). № 2 753 508/25−06- заявлено 13.04.79- опубликовано 30.01.81, Бюл. № 4.-2 с.
- А. с. 901 654 СССР, МКИ3 F 04 F 5/14. Струйный насос / Ю. М. Ермаков, 3. С. Проскуряков, А. С. Щербаков (СССР). № 2 913 077/25−06- заявлено 14.04.80- опубликовано 30.01.81, Бюл. № 4. -2 с.
- A.c. 1 041 766 СССР, МКИ3 F 04 F 5/02. Струйный аппарат / Я. С. Теп-лицкий П. Е. Коршунов, Г. М. Бахронова, Д. М. Горловский, О. С. Чехов (СССР). -№ 2 883 717/25−06- заявлено 19.02.80- опубл. 15.09.83, Бюл. № 34. 3 с.
- A.c. 1 386 752 СССР, МКИ4 F 04 F 5/04. Эжектор / И. И. Рошак, А. В. Городивский, П. В. Косяков, Л. В. Городивский (СССР). № 4 133 772/25−06- заявлено 14.10.86- опубл. 07.04.88, Бюл. № 13. -2 с.
- A.c. 1 418 498 СССР, МКИ4 F 04 F 5/04. Эжектор / А. В. Городивский, А. В. Бакин, И. И. Рошак, П. В. Косяков, Л. В. Городивский (СССР). -№ 4 154 374/25−06- Заявлено 01.12.86- опубл. 23.08.88, Бюл. № 31. -2 с.
- A.c. 1 483 106 СССР, МКИ5 F 04 F 5/02. Эжектор/ Е. К. Спиридонов, В. К. Темнов, А. П. Спиридонов, В. В. Шмаков, М. А. Чепкасов (СССР).4 170 435/25−29- заявлено 30.12.86- опубл. 30.05.89. Бюл. № 20. 2 с.
- Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика / Г. Н. Абрамович. -М.: Наука, 1976.-888 с.
- Абрамович, Г. Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов / Г. Н. Абрамович. М.: Госэнергоиздат, 1948.-288 с.
- Альтшуль, А. Д. Гидравлические сопротивления / А. Д. Альтшуль. М.: Недра, 1982.-224 с.
- Антонов, В. П. Исследование низконапорного газовоздушного эжектора при прерывисто пульсирующем истечении активного потока: автореф. дис.канд. тех. наук: Антонов В. П. В. Владивосток, 1972. — 21 с.
- Атнабаев, 3. М. Совершенствование эксплуатации скважин установками электроцентробежных насосов с эжекторами на месторождениях западной Сибири: автореф. дисс. канд. техн. наук: 25.00.17 / Атнабаев Зуфар Магдано-вич. Уфа, 2007. — 25 с.
- Барабаш, В. М. Процессы переноса в турбулентных потоках с интенсивным внешним источником турбулизации / В. М. Барабаш // Теоритические основы химической технологии. 1994. — Т. 218, № 2. — С. 110−117.
- Берман, JI. Д. К выбору рационального профиля проточной части струйного аппарата / JI. Д. Берман // Известия ВТИ / ВТИ. 1950. — № 3. — С. 13−15.
- Берман, JI. Д. Методика расчета водоструйного эжектора / Л. Д. Берман, Г. И. Ефимочкин // Теплоэнергетика. 1964. — № 8. — С. 92−94.
- Берман, Л. Д. Расчетные зависимости для водоструйных эжекторов / Л. Д. Берман, Г. И. Ефимочкин // Теплоэнергетика. -1964. № 7. — С. 44−48.
- Берман, Л. Д. Теория и расчет водоводяных струйных насосов / Л. Д. Берман // Известия ВТИ / ВТИ. 1935. — № 3. — С. 13−16.
- Болдов, Н. Г. Исследование гидравлических характеристик и параметров конических насадков / Н. Г. Болдов // Труды ВНИИ по сбору, подготовке итранспортированию нефти и нефтепродуктов. 1978. — № 20. — С. 45−68.
- Боровых, А. Е. Одномерная теория водоструйного насоса с изобарическим смешением в приемной камере / А. Е. Боровых // Известия вузов. Сер. Машиностроение. 2003. — № 12. — С. 20 — 29.
- Боровых, А. Е. Одномерная теория газового эжектора с изобарическим смешением в приемной камере / А. Е. Боровых // Вестник УГАТУ / УГАТУ. -2002.-Т. З.-С. 91−97.
- Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. 13-е изд., исправленное. — М.: Наука, 1986.-544 с.
- Бушу ев, В. А. Исследование характеристик конических сопел при свободном пересечении и совершенно сжатии струи / В. А. Бушу ев // Труды метрологических институтов СССР. 1972. — вып. 135. — С. 124−135.
- Вулис, Л. А. Об эффективном управлении распространением свободной турбулентной струи / Л. А. Вулис // Известия АН СССР. Сер. мжг. — 1966. -№ 6.-С. 173−178.
- Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов. Второе издание. Перераб. / Т. М. Башта и др. — М.: Машиностроение, 1982.-433 с.
- Гинзбург, Я. Л. О механизме влияния условий входа на сопротивление диффузоров / Я. Л. Гинзбург, И. Е. Идельчик // Инженерно-физический журнал. 1969.-Т. 16, № З.-С. 413−416.
- Гончаров, В. Н. Теория эжектора / В. Н. Гончаров. Новочеркасск, 1930.
- Губин, М. Ф. Применение эжекторов на гидроэлектростанциях / М. Ф. Губин, Ю. Н. Горностаев, К. А. Любицкий. — М.: Энергия, 1971. 87 с.
- Емцев, Б. Т. Техническая гидромеханика: Учебник для вузов по специальности «Гидравлические машины с средства автоматики». 2-е изд., перераб. и доп. / Б. Т. Емцев. — М.: Машиностроение, 1987. — 440 с.
- Ермаков, А. С. Особенности перемешивания жидких сред при высокихскоростях диссипации энергии / А. С. Ермаков, А. Н. Веригин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1996. — № 3. — С. 13−14.
- Жлобич, А. В. Некоторые особенности работы эжектора на пульсирующем потоке газа / А. В. Жлобич // Труды ТЭМИИТ / ТЭМИИТ 1960. -вып. 29.-С. 214−225.
- Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.
- Калачев, В. В. Рабочий процесс струйных насосов на переменных режимах / В. В. Калачев, Л. Г. Подвидз // Транспортное и энергетическое машиностроение. 1988. — С. 41−45.
- Каменев, П.Н. Гидроэлеваторы в строительстве / П. Н. Каменев. — М.: Стройиздат, 1964.-403 с.
- Карамбиров, С. Н. Возможности улучшения характеристик струйных насосов / С. Н. Карамбиров, В. Ф. Чебаевский // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005. — № 2. — С. 26−28.
- Карамбиров, С. Н. К выбору оптимальных безразмерных параметров струйного насоса / С. Н. Карамбиров // Науч. тр. Моск. гидромелиор. ин-та. -1981.-Т. 71.-С. 105−111.
- Карамбиров, С. Н. К выбору оптимальных безразмерных параметров струйного насоса / С. Н. Карамбиров // Научн. тр. МГМИ. 1981. — Т. 71. — С. 105−111.
- Кирилловский, Ю. Л. Расчет струйных насосов и установок / Л. Г. Подвидз, Ю. Л. Кирилловский // Труды ВНИИгидромаша / ВНИИгидромаш. 1968. -вып. 38.-С. 44−97.
- Климонтович, Ю. Л. Турбулентное движение и структура хаоса: Новый подход к статической теории открытых систем / Ю. Л. Климонтович. М.: Наука, 1990.-320 с.
- Кудрин, О. И. Пульсирующее реактивное сопло с присоединением дополнительной массы / О. И. Кудрин // Труды МАИ. 1958. — вып. 97. — С. 98
- Кэрнс, На. Оптимизация водоструйных насосов / На. Кэрнс // Энерг. машины и установки. 1969. — № 1. — С. 92−102.
- Лебедев, И. В. Элементы струйной автоматики / И. В. Лебедев, С. Л. Трескунов, В. С. Яковенко. М.: Машиностроение, 1973. — 360 с.
- Левин, В. С. Аэродинамические принципы работы элементов гидропневмоавтоматики / Под ред. Б. Т. Емцева. М.: МЭИ, 1984. — 56 с.
- Ложков, Е. Ф. Исследование гидротранспортных установок с гидроэлеваторам: Автореф. дис.. канд. тех. наук: Ложков Е. Ф. Челябинск, 1974. — 23 с.
- Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. М.: Наука, 1987.-840 с.
- Лямаев, Б. Ф. Гидроструйные насосы и установки / Б. Ф. Лямаев. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. — 256 с.
- Монин А. С. Статистическая гидромеханика (теория турбулентности). Изд. 2-е перераб. и доп. / А. С. Монин, А. М. Яглом. Спб.: Гидрометиоиздат, 1992.-696 с.
- Моффат, Г. Некоторые направления развития теории турбулентности / Г. Моффат // Современная гидродинамика. Успехи и проблемы. Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-501 с.
- Нохрин, О. В. Передаточная функция линейной модели жидкостного эжектора / О. В. Нохрин, Е. К. Спиридонов // Исследование силовых установок шасси тракторных и тяговых машин: Темат. сб. науч. тр. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1998.-С. 122−126.
- Пат. 3 650 637 США, МКИ1 F 04 F 5/42, F 04 F 5/46, F 04 F 5/00. Asymmetrical jet ejector / D. W. Amick. № 3 650 637- заявлено 27.04.1970- опубликовано 21.03.1972, Бюл. № 9.-5 с.
- Подвидз, Л. Г. Расчет оптимального струйного насоса для работы на разнородных и однородных жидкостях / Л. Г. Подвидз, Ю. Л. Кирилловский // Труды ВИГМ / ВИГМ. 1963. — вып. 32.- С. 114−128.
- Подвидз, JI. Г. Эжектирование жидкости при импульсном периодическом течении активной струи / Л. Г. Подвидз, В. В. Калачев // Динамика пнев-могидравлических систем: темат. сб. науч. тр. Челябинск, 1985. — С. 52−62.
- Сазонов, Р. П. Экспериментальное исследование водяных струйных насосов с цилиндрической камерой смешения / Р. П. Сазонов / Известия ВТИ / ВТИ.- 1949.-№ 11.-с. 13−17.
- Сазонов, Ю. А. Разработка герметичных насосов / Ю. А. Сазонов // Химическое и нефтяное машиностроение. 1995. — № 8. — С. 10−11.
- Сборник задач по машиностроительной гидравлике: Учеб. пособие для машиностроительных вузов / Д. А. Бутаев и др. — Под. ред. И. И. Куколевско-го, Л. Г. Подвидза. 4-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1981. — 464 с.
- Смолдырев, А. Е. Гидро- и пневмотранспорт в металлургии (техника и технология, инженерные расчеты) / А. Е. Смолдырев. М.: Металлургия, 1985. -280 с.
- Соколов, Е. Я. Струйные аппараты 3-е изд., перераб. / Е. Я. Соколов, H. М. Зингер. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 352 с.
- Спиридонов, Е. К. Математическое моделирование нестационарной эжекции в струйном насосе / Е. К. Спиридонов // Вестник ЮУрГУ. Сер. Машиностроение. 2003. -№ 1.-С. 151−155.
- Спиридонов, Е. К. Моделирование нестационарной эжекции / Е. К. Спиридонов, А. А. Дурасов // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Машиностроение». -2009. -№ 11 144., вып. 13.-С. 28−37.
- Спиридонов, Е. К. Об одном пути повышения эффективности водовоз-душного эжектора / Е. К. Спиридонов, В. К. Темнов // Динамика машин и рабочих процессов. Сб. науч. тр. / ЧПИ. 1975. -№ 162. — С. 184−189.
- Спиридонов, Е. К. Расчёт струйного насоса для гидросистем водоотлива и опорожнения ёмкостей / Е. К. Спиридонов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005. — № 2. — С. 21 — 25.
- Спиридонов, Е. К. Формирование жидкой прерывистой струи / Е. К. Спиридонов // Динамика пневмогидравлических систем / Под ред. А. Г. Бур-гвица. Челябинск: ЧПИ, — 1983. — С. 42−52.
- Спиридонов, Е. К. Характеристики клапанного эжектора / Е. К. Спиридонов, Е. К. Темнов // Изв. вузов СССР. Сер. Энергетика. 1976. — № 6. — С. 110−115.
- Спиридонов, Е. К. Характеристики нестационарной эжекции в жидкостном струйном насосе / Е. К. Спиридонов, А. А. Дурасов // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Машиностроение». 2007. — № 2597., вып. 10. — С. 35 — 44.
- Спиридонов, Е. К. Экспериментальное исследование жидкой прерывистой струи / Е. К. Спиридонов // Изв. вузов СССР. Сер. Энергетика. 1986. — № 2.-С. 114−117.
- Спиридонов, Е.К. Гидродинамика нестационарной эжекции / Е. К. Спиридонов // Аэрокосмическая техника и высокие технологии 2002. Материалы
- Всероссийской научно- технической конференции / Под ред. Ю. В. Соколина и
- A.A. Чекалина. Пермь: ПГТУ, 2002. — 249 с.
- Спиридонов, Е.К. Теоретические основы расчета и проектирования жидкостногазовых струйных насосов: дис.д.т.н.: 05.04.13 / Спиридонов Евгений Константинович. Челябинск, 1996. — 292 с.
- Степанов, А. И. Центробежные и осевые насосы. Теория, конструирование и применение / А. И. Степанов. М.: Машгиз, — 1960. — 464 с.
- Темнов, В. К. Влияние вязкости жидкости на характеристики эжектора / В. К. Темнов // Известия вузов. Сер. Машиностроение. 1987. — № 10. — С. 70 -75.
- Темнов, В. К. Вопросы эффективности работы жидкостных эжекторов /
- B. К. Темнов // Наука и технологии. Труды XXIII Российской школы. Специальный выпуск, посвященный 60-летию Южно-Уральского государственного университета. Российская академия наук. Миасс, 2003. — С. 432 — 438.
- Темнов, В. К. К теории жидкостно-газового эжектора с прерывистой струей / В. К. Темнов, Е. К. Спиридонов // Изв. вузов СССР. Сер. Энергетика. -1979. -№ 8. -С. 76−78.
- Темнов, В. К. О влияние положения сопла на характеристики жидкостного эжектора / В. К. Темнов // Известия вузов. Сер. Машиностроение. 1975. -№ 1.-С. 96- 100.
- Темнов, В. К. Об эжекции прерывистой струей / В. К. Темнов, Е. К. Спиридонов // Изв. вузов СССР. Сер. Энергетика. 1976. — № 9. — С. 94−98.
- Темнов, В. К. Основы теории жидкостных эжекторов / В. К. Темнов. -Челябинск: ЧПИ, 1971. — 88 с.
- Темнов, В. К. Расчет и проектирование жидкостных эжекторов: учебное пособие / В. К. Темнов, Е. К. Спиридонов. Челябинск: ЧПИ, — 1984. — 44 с.
- Темнов, В. К. Экспериментальное исследование жидкостного эжектора с прерывистой струей / В. К. Темнов, Е. К. Спиридонов // Динамика машин и рабочих процессов. Сб. науч. тр. / ЧПИ. 1975. — № 162. — С. 178−179.
- Темнов, B.K. Оптимальные условия работы гидроэлеватора в системе напорного гидротранспорта / В. К. Темнов, Е. Ф. Ложков // Гидротехническое строительство. — 1970. — № 5. С. 34—37.
- Фридман, Б. Э. Гидроэлеваторы / Б. Э. Фридман. М.: Машгиз, 1960. -324 с.
- Хартман, К Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман и др. -М.: Мир, — 1977. 551 с.
- Хлебников, И. А. Исследование водоструйного насоса и его применение в железнодорожном водоснабжении: Автореф. дис.. канд. техн. наук: Хлебников И. А. Л., — 1951. — 25 с.
- Чебаевский, В. Ф. Гидравлические характеристики труб Вентури, предназначенных для автоматизации насосных станций / В. Ф. Чебаевский, A.M. Байрамуков // Сб. тр. ЦБНТИ Минводхоза СССР. 1985. — Сер. 8, вып. 10. — 7 с.
- Шапиро, Я .Г. Экспериментальное исследование жидкостного эжектора / Я. Г. Шапиро // Научн. тр. МАИ. 1950. — вып. 97. — С. 191−236.
- Coleman, G. N. Direct numerical simulation of a decelerated wall-bounded turbulent shear flow / G. N. Coleman, J. Kim, P. R. Spalart // J. Fluid Mech. 2003. -Vol. 495.-P. 1−18.
- Coleman, G. N. Direct numerical simulation of strained three-dimensional wall-bounded flows / G. N. Coleman, J. Kim, P. R. Spalart // Exp. Therm, and Fluid Sei. 1996.-Vol. 13, № 3.-P. 239−251.
- Engel, К. Anwendung neuer Konzepte zur Losung komplexer Stro-mungs-pro-zes-se / Karl Engel et al. // DLR-Nachr. 1996. — Vol. 83. — P. 6−10.
- Gao, Z. Multi-scale equations for incompressible turbulent flows / Z. Gao, F. Zhuang // J. Shanghai Univ. 2004. — Vol. 8, № 2. — P. 113−116.
- Kerstein, A. R. One-dimensional turbulence: a new approach to high-fidelity subgrid closure of turbulent flow / A. R. Kerstein // Comput. Phys. Commun.. -2002. Vol. 148, № 1. — P. 1−16.
- Muller, N. Water jet pump / N. Muller // Journal of the Hydraulics Division
- Proceedings of ASCE. 1964. — Vol. 90, № 4. — P. 125−230.
- Вид и объем планируемого внедрения: замена штатного узла перепуска и смесительного тройника струйными аппаратами конструкции ЮУрГУ.
- Ответственный исполнитель аспирант А. А. Дурасов1. А. А. Дурасов /1. СПРАВКАо внедрении разработок Южно-Уральского государственногоуниверситета
- Директор ООО Руководитель работ1. Научно-производственноеобъединение «Урал"1. А. Эйдельштейн /1. Ответственный исполнитель