Исследование виброактивности центробежного дискового насоса

Обоснование. Насосы с повышенными виброакустическими требованиями весьма востребованы в разных областях как мирной, так и военной техники, в особенности подводной, из-за ужесточения норм звукового загрязнения и развития систем отслеживания аппаратов. Дисковые насосы являются одними из самых «тихих» насосов благодаря своей простой конструкции и отсутствию элементов, вызывающих вихреобразование, но при этом они обеспечивают меньший напор, чем, например, лопастные, из-за чего первые на данный момент изучены не так подробно. Несмотря на это, данные машины требуют оптимизации, нововведений в конструкции и более глубокого анализа в области снижения виброактивности.

Цель работы — исследование виброактивности дискового насоса в полной подстановке с гидродинамикой и твёрдотельным моделированием, оптимизации геометрии проточной части для достижения безотрывного течения.

Материалы и методы. Расчёт представляет собой сопряжения гидродинамического и твёрдотельного моделирования (FSI, Fluid Structure Interaction), производился в программном пакете Simcenter STAR-CCM+, в нестационарной постановке, для гидродинамики выбрана DES (Detached Eddy Simulation) модель турбулентности, были смоделированы виброамортизаторы. Для оптимизации использована программа Heeds.

Результаты. Была получена 3Д-модель всего насоса, спектрограмма виброускорения, поле скоростей в оптимизированной проточной части.

Заключение. Практическая ценность исследования заключается в полученных качественных и количественных данных о виброактивности дисковых насосов, а также в работающем матаппарате оптимизации геометрии проточной части для достижения безотрывного течения в проточной части и максимального гидравлического КПД и, как следствие, достижения лучших шумовых характеристик насоса.