Отправить статью по E-mail Исследование прохождения звуковых волн по жидкостному тракту через электронасос ЦН-2
- Авторы: Брайнин Б.П.1, Веселов А.А.2, Ломакин В.О.2, Михеев К.Г.1,2, Петров А.И.2
-
Учреждения:
- Научно-производственное объединение гидравлических машин – Гидромаш
- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 16, № 2 (2022)
- Страницы: 149-159
- Раздел: Гидравлические и пневматические системы
- URL: https://journals.eco-vector.com/2074-0530/article/view/109243
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-109243
- ID: 109243
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Введение. Шум на производстве или в любом другом месте работы технического оборудования является большой проблемой. Он крайне негативно влияет на нервную систему человека, сокращает среднюю продолжительность жизни, становится причиной возникновения многих опасных болезней. Именно поэтому одной из приоритетных задач гидромашиностроения в настоящее время является борьба с шумом, который производят насосы.
Цель. В данной работе проведено экспериментальное исследование прохождения звука через работающий и выключенный насос. Целью исследования было выяснение того, является ли последняя ступень многоступенчатого насоса основным источником гидродинамического шума (ГДШ) в нагнетательном тракте (или первая ступень во всасывающем тракте), либо в формировании ГДШ в той или иной степени участвуют все ступени.
Методы. Эксперимент проводился на двухступенчатом лопастном насосе ЦН-2. Для генерации синусоидального сигнала применялась система Puls, включающая в себя встроенный генератор. Сигнал с генератора поступал на усилитель мощности, а затем на вибростенд. Регистрация виброакустических сигналов производилось с помощью откалиброванных гидрофонов и акселерометров, сигнал с которых поступал на усилители-формирователи сигнала, а затем на 4-х канальный спектр-анализатор Puls и ПЭВМ. Также для получения более общей и точной картины был проведен теоретический расчет с некоторыми физическими допущениями.
Результаты. В результате экспериментов были получены спектральные уровни и перепады гидродинамического шума на исследуемом насосе для трех случаев: работающий насос, остановленный насос и работающий насос с одной снятой ступенью. Уровни гидродинамического шума были соотнесены с уровнями вибрации.
Заключение. На основании результатов исследования можно сделать вывод, что отсутствие одной из двух ступеней неоднозначно повлияло на звукоизолирующие свойства насоса. Кроме того, можно однозначно утверждать, что рабочий процесс насоса влияет на изменение его звукоизолирующих свойств.
Полный текст
Об авторах
Борис Павлович Брайнин
Научно-производственное объединение гидравлических машин – Гидромаш
Email: braynin@gidromash.com.ru
ORCID iD: 0000-0002-0645-5052
SPIN-код: 5897-4004
к.т.н., заместитель генерального директора по развитию
Россия, МоскваАлексей Андреевич Веселов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Автор, ответственный за переписку.
Email: veselov.aleksei98@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3505-5848
SPIN-код: 5777-6490
студент
Россия, МоскваВладимир Олегович Ломакин
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: lomakin@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9655-5830
SPIN-код: 3467-7126
д.т.н., заведующий кафедрой
Россия, МоскваКонстантин Геннадьевич Михеев
Научно-производственное объединение гидравлических машин – Гидромаш; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: zamgdpro@gidromash.com.ru
ORCID iD: 0000-0002-3142-6755
SPIN-код: 4536-2941
технический директор
Россия, Москва; МоскваАлексей Игоревич Петров
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Email: alex_i_petrov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8048-8170
SPIN-код: 7172-0320
к.т.н., доцент
Россия, МоскваСписок литературы
- Горин С.Б., Ким Я.А., Лесняк А.Н., и др. О способе экспериментального определения параметров передачи колебаний по жидкостному тракту элементов гидравлических систем // Акустический журнал. 1986. Т. 32, № 4. С. 529–533.
- Исакович М.А. Общая акустика. Москва: Наука, 1973.
- Брайнин Б.П. Звукоотражающие свойства центробежного насоса в эксплуатации // Силовые и гидравлические взаимодействия в насосах: сборник АО НПО «Гидромаш». Москва, 1993. С. 88–93.
- Букреев Ю.Н., Пилипенко В.В., Задонцев В.А., и др. Экспериментальное и теоретическое определение входного импеданса шнекоцентробежного насоса // Кавитационные автоколебания в насосных системах: сб. статей. Т. 2. Киев: Наукова думка, 1976. С. 68–73.
- Brennen C., Acosta A.J. Theoretical, quasi-static analysis of cavitation compliance in turbopumps // Journal of Spacecraft and Rockets. 1973. Vol. 10, N 3. Р. 175–180. doi: 10.2514/3.27748
- Wood G.M., Murphy J.S., Farquhar J. An experimental study of cavitation in a mixed flow pump impeller // Journal of Basic Engineering. 1960. Vol. 82, N 4. Р. 929–940. doi: 10.1115/1.3662806
- Zhang Y., Ji K., He T., et al. Shuili Fadian Xuebao // Journal of Hydroelectric Engineering. 2021. Vol. 40, N 11. Р. 59–71.
- Cao R., Yuan J., Deng F., et al. Numerical method to predict vibration characteristics induced by cavitation in centrifugal pumps // Measurement Science and Technology. 2021. Vol. 32, N 11. doi: 10.1088/1361-6501/ac1181
- Bishtawi B.A., Scribano G., Tran M.V. Numerical study of blade roughness effect on cavitation in centrifugal pumps // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2051, N 1. Р. 012047. doi: 10.1088/1742-6596/2051/1/012047
- Ye T., Si Q., Shen C., et al. Monitoring of primary cavitation of centrifugal pump based on support vector machine // Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering. 2021. Vol. 39, N 9. Р. 884–889.
- Guo X., Yang S., Li X., et al. The tip clearance cavitation mechanism of a high-speed centrifugal pump with a splitter-bladed inducer // Processes. 2021. Vol. 9, N 9. Р. 1576. doi: 10.3390/pr9091576
- Jiang F., Li H., Liu X., et al. Transient cavitation characteristics of compound centrifugal impeller // 12th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE). Athens, Greece, 16-19 July. 2021. Р. 245–250.
- Aksenova E., Lomakin V., Cheremushkin V. Experimental study of cavitation resistance of restoring coatings // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. Р. 012045. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012045
- Lomakin V., Bibik O. Numerical prediction of the gas content effect on the cavitation characteristics of the pump using the simplified Rayleigh-Plesset equation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 492, N 1. Р. 012037. doi: 10.1088/1757-899X/492/1/012037
- Lomakin V.O., Kuleshova M.S., Kraeva E.A. Fluid flow in the throttle channel in the presence of cavitation // Procedia Engineering. 2015. Vol. 106. Р. 27–35. doi: 10.1016/j.proeng.2015.06.005
- Trulev A., Kayuda M., Timushev S., et al. Conceptual features for improving the flow part of the multiphase stages of ESP submersible plants for small and medium feeds for extracting stratal liquid with a high free gas content // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. Р. 012042. doi: 10.1088/1757-899x/779/1/012042
- Gradilenko N., Lomakin V. Overview of methods for optimizing the flow of the centrifugal pump // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 963, N 1. Р. 012016. doi: 10.1088/1757-899x/963/1/012016
- Trulev A., Timushev S., Lomakin V. Conceptual features of improving the flow-through parts of gas separators of submersible electric pumps systems f for the production of formation fluid in order to improve the separating properties, energy efficiency and reliability // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. Р. 012036. doi: 10.1088/1757-899x/779/1/012036
- Yan Z., Gu J., Zhao J. Experimental study on hydraulic performance optimization of pump house with ultra-short forebay // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2044, N 1. Р. 012020. doi: 10.1088/1742-6596/2044/1/012020
- Fu J., Jiang Y., Li H., et al. Optimization design of sliding bearing of fuel pump based on CFD method // 12th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE). Athens, Greece, 16-19 July. 2021. Р. 546–551.
- Zatti M., Moncecchi M., Gabba M., et al. Energy communities design optimization in the Italian framework // Applied Sciences. 2021. Vol. 11, N 11. doi: 10.3390/app11115218
- Liao W.W., Wu R.K., Fan Y.W., et al. The hydraulic design and optimization for ultra-thin centrifugal micropump // Kung Cheng Je Wu Li Hsueh Pao / Journal of Engineering Thermophysics. 2021. Vol. 42, N 5. Р. 1251–1256.
- Hieninger T., Goppelt F., Schmidt-Vollus R. et al. Energy-saving potential for centrifugal pump storage operation using optimized control schemes // Energy Efficiency. 2021. Vol. 14, N 2. Р. 1–14. doi: 10.1007/s12053-021-09932-5
- Lomakin V., Valiev T., Chaburko P. Application of optimization algorithms to improve the vibroacoustic characteristics of pumps // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 779, N 1. Р. 012044. doi: 10.1088/1757-899X/779/1/012044
- Lomakin V.O., Chaburko P.S., Kuleshova M.S. Multi-criteria optimization of the flow of a centrifugal pump on energy and vibroacoustic characteristics // Procedia Engineering. 2017. Vol. 176. Р. 476–482. doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.347
- Dyson G. Impeller relate to reduce hydraulically generated vibration // 13 Proceedings of the Twenty-Second International Pump Users Symposium; 2005. https://doi.org/10.21423/R1X961
Дополнительные файлы
