Теория расчета нефтяных центробежных насосов

Перед построением проточной части выполняется проектировочный расчет по струйной теории Эйлера, приведенной, например, в работах [1], [2], [3]. По результатам проектировочного расчета определяются параметры, являющиеся исходными данными для построения трехмерной твердотельной модели 3D-модели в специализированном программном пакете трехмерного моделирования.

Методы построения корпусов насосов существуют различные. Общим является использование инструмента поверхностей.

Образующими могу быть кривые различной формы, в том числе кривые Безье.

Результатом применения инструмента поверхностей является получение поверхностей, ограничивающих формы будущего корпуса насоса.

После построения, по полученным поверхностям формируют твердое тело корпуса насоса.

Построенная модель не является готовой для дальнейшего конструирования насоса. Модель импортируется в пакет для гидродинамического расчета течения потока внутри проточной части и анализа структуры потока. При неудовлетворительной оценке по параметру КПД, например, модель возвращается на перестроение с изменением геометрических параметров.

При удовлетворительной оценке структуры потока, модель передается на дальнейшее проектирование насоса.

2 Струйная теория Эйлера и расчет проточной части

В этом разделе первоначально рассмотрена проблема корректности применения элементарных струек, а затем их использование для расчета проточной части.

Результатом выполнения проектировочного расчета по формулам [1], [2] на основе струйной теории Эйлера является предварительное определение геометрических размеров проточной части.

Покажем различие в подходах в физических моделях струйной теории Эйлера и в гидродинамике. Элементарные струйки вводятся в гидравлике при описании условий неразрывности потока жидкости. Элементарные струйки являются минимальным элементом потока. В гидродинамике для описания течения жидкости в произвольной точке, вокруг этой точки выделяют элементарный кубический объем, для которого составляется баланс входящей жидкости, выходящей и потерь на вязкое трение, как показано в работе академика Л.

В настоящее время численный расчет является проектировочным и одновременно проверочным для расчета по струйной теории, так как параметры в 3D-модели первоначально определялись по формулам из струйной теории Эйлера.