ПОРІВНЯННЯ ХАРАКТЕРИСТИК КОНТРРОТОРНОГО СТУПЕНЯ З НАЯВНИМИ НАСОСАМИ ЛІНІЙКИ ЦНС-180

Олександр Андрійович Куліков; Олександр Валерійович Ратушний; Олександр Володимирович Івченко; Владислав Олександрович Андрусяк; Владислав Олександрович Герасименко

doi:10.32782/msnau.2024.3.2

Олександр Андрійович Куліков Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-7222-8766
Олександр Валерійович Ратушний Сумський державний університет https://orcid.org/0000-0002-3525-0953
Олександр Володимирович Івченко Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0002-4274-7693
Владислав Олександрович Андрусяк Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0003-2089-9423
Владислав Олександрович Герасименко Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-5875-8517

DOI: https://doi.org/10.32782/msnau.2024.3.2

Ключові слова: насос, контрротороний ступінь, напірно-енергетичні характеристики, багатоступеневий насос, проєктування, чисельне моделювання, розрахункова ступінь, прототип

Анотація

Контрроторні системи, що базуються на використанні двох роторів, які обертаються у протилежні сторони, викликають все більший інтерес у промислових галузях завдяки їх високій ефективності та здатності знижувати вібраційні навантаження. Це робить їх надзвичайно привабливими для багатьох секторів економіки, включаючи авіацію, суднобудування, автомобілебудування та енергетику, де надійність і енергоефективність відіграють ключову роль. У світі сучасних технологій, що стрімко розвиваються, контрроторний ефект пропонує унікальні можливості для оптимізації роботи обладнання, що відповідає зростаючим вимогам до якості та продуктивності. Така технологія також сприяє підвищенню загальної продуктивності, що важливо в умовах сучасних стандартів щодо енергозбереження. У насособудівній промисловості контрроторні технології відкривають нові горизонти для розробки компактних і водночас високопродуктивних насосних систем. Завдяки двом роторним елементам, що обертаються в різні сторони, вдається досягти більш ефективного переміщення рідини, а також знизити енергетичні втрати. Це дає можливість зменшити габаритні розміри обладнання без втрати його потужності та надійності. З огляду на це, у статті особлива увага приділяється порівнянню контрроторних насосних систем з традиційними центробіжними насосами типу ЦНС, які широко використовуються у різних сферах. У статті наводяться дані про напірні характеристики та енергоефективність, що демонструють суттєву перевагу контрроторних систем у конкретних умовах експлуатації. В експериментальній частині статті представлені результати тестування контрроторних ступенів з відвідними пристроями. Ці результати підтверджують, що така технологія не лише підвищує ефективність роботи насосів, але й дозволяє ефективно використовувати енергію, що є особливо важливим у сучасному контексті боротьби з енергетичними витратами. Таким чином, контрроторні системи являють собою перспективний напрямок у розвитку сучасного промислового обладнання, здатний забезпечити вищу продуктивність і енергоефективність при зменшенні вібрацій та навантажень. Продовження досліджень у цій сфері може привести до створення нових рішень, які сприятимуть подальшому вдосконаленню промислових процесів та обладнання, що використовуються в різних галузях.

Посилання

1. Cheng, K., Wang, C., Fang, Y., & Wang, J. (2020). Calculation and analysis of stable operation of feed water pumps for floating nuclear power stations under marine conditions. Journal of Physics: Conference Series, 1600, 012077. doi:10.1088/1742-6596/1600/1/012077
2. Kondus, V., & Kotenko, A. (2017). Investigation of the impact of the geometric dimensions of the impeller on the torque flow pump characteristics. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (88)), 25–31. doi:10.15587/1729-4061.2017.107112
3. Kondus, V., Kalinichenko, P., & Gusak, O. (2018). A method of designing of torque-flow pump impeller with curvilinear
blade profile. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (93)), 29–35. doi:10.15587/1729-4061.2018.131159
4. Kondus, V., Pavlenko, I., Kulikov, O., & Liaposhchenko, O. (2023). Development of a high-rotational submersible pump for water supply. Water, 15(20), 3609. doi:10.3390/w15203609
5. Kondus, V., Pavlenko, I., Piteľ, J., Kulikov, O., Rybalchenko, V., Ivanov, V., & Ciszak, O. (2024). Improvement of the sewage system for the nuclear power plant WWER-1000 reactor. У Advances in manufacturing IV (с. 279–296). Cham: Springer Nature Switzerland. doi:10.1007/978-3-031-56463-5_21
6. Kulikov, A. A., Ratushnyi, A. V., Kovaliov, I. A., Mandryka, A. S., & Ignatiev, A. S. (2021). Numerical study of the centrifugal contra rotating blade system. Journal of Physics: Conference Series, 1741, 012008. doi:10.1088/1742-6596/1741/1/012008
7. Kulikov, O., Ratushnyi, О., Moloshnyi, O., Ivchenko, O., & Pavlenko, I. (2022). Impact of the closed, semi-opened, and combined contra-rotating stages on volume loss characteristics. Journal of Engineering Sciences, 9(1), D6—D13. doi:10.21272/jes.2022.9(1).d2
8. Pavlenko, I., Ciszak, O., Kondus, V., Ratushnyi, O., Ivchenko, O., Kolisnichenko, E., & Ivanov, V. (2023). An increase in the energy efficiency of a new design of pumps for nuclear power plants. Energies, 16(6), 2929. doi:10.3390/en16062929
9. Pavlenko, I., Kulikov, O., Ratushnyi, O., Ivanov, V., Piteľ, J., & Kondus, V. (2023). Effect of impeller trimming on the energy efficiency of the counter-rotating pumping stage. Applied Sciences, 13(2), 761. doi:10.3390/app13020761
10. Rzhebaeva N.K., Rzhebaev E.E. (2009). Rozrakhunok ta konstruiuvannia vidtsentrovykh nasosiv. [Calculation and design of centrifugal pumps: a textbook]. Sumy State University, Sumy (in Ukrainian).