CC BY
31Решетнеескцие чтения. 2015
УДК 621.675
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ЖРД
Н. Г. Останина, О. В. Каменюк, А. Н. Ляшенко, И. М. Петров
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. имени газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: oelk@mail.ru
Рассматривается методология исследования, анализируются конструктивно-технологические факторы и общие физико-математические соотношения для расчета отклонений и прогнозируемой оценки стабильности энергетических параметров насосов ЖРД.
Ключевые слова: энергетические параметры, центробежный насос.
METHODOLOGY TO RESEARCH STABILITY OF ENERGY PARAMETERS FOR LRE CENTRIFUGAL PUMPS
N. G. Ostanina, O. V. Kamenyuk, A. N. Lyashenko, I. M. Petrov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31 Krasnoyarskiy Rabochiy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: oelk@mail.ru
We consider the methodology to study and analyze the structural and technological factors and general physical and mathematical relation to calculate the deviation and perform predictable assessment of the stability of the energy parameters of LRE pumps.
Keywords: energy parameters, centrifugal pump.
При формировании общей методологии исследования рассматриваем базовую схему гидравлического тракта высокоэнергетических центробежных насосов современных двигателей ЛА.
При этом гидравлический тракт насоса представляем в виде системы элементов, которые соединены между собой гидравлическими и механическими связями.
Для анализа отклонений энергетических параметров принимаем ряд допущений:
- гидравлический тракт насоса рассматривается в виде системы элементарных участков;
- для каждого элементарного участка известны уравнения связи между расходом и перепадом давления [1];
- при всех режимах работы насоса на элементарных участках соблюдается кинематическое подобие потока (отсутствуют кавитационные течения);
- для системы элементарных участков применим метод наложения потерь.
Использование элементарных участков гидравлического тракта в качестве исходных для решения точностной задачи агрегата обусловлено тем, что существующее технологическое оборудование приспособлено для обработки простейших поверхностей или их комбинаций [2].
Приведена схема насоса и структурный граф, ориентированный на элементарные участки гидравлического тракта (см. рисунок). Представление гидравлической системы в виде структурного графа позволяет использовать известные функциональные зависимости баланса расходов и потерь энергии на элементарных участках цепи.
Схема строения центробежного насоса
Схема центробежного насоса и структурный граф гидравлического контура: 1 - вход в насос; 2 - вход в колесо; 3 - безлопаточный участок входа; 4 - вход на лопатки; 5 - межлопаточный канал; 6 - выход из колеса; 7 - кольцевой диффузор; 8 - спиральный диффузор; 9, 11 - торцевые (боковые) каналы; 10, 12 -осевые каналы (щелевые уплотнения); 13 - разгрузочный канал (в отдельных конструкциях); 14 - полость подшипника; 15 - полость импеллера; 16 - канал перепуска.
Ракетно-космические двигатели, энергетические установки летательными космических аппаратов
Алгоритм программы расчета отклонений гидродинамических параметров центробежного насоса
Важной задачей является стабилизация гидродинамических параметров насоса: напора и КПД. Она может быть решена путём повышения точности изготовления и сборки основных влияющих элементов, а также путём повышения точности определения необходимых параметров при испытании методики обработки результатов испытаний [3].
Не менее актуальной является и обратная задача, суть которой заключается в определении отклонений основных гидродинамических характеристик при известных или заданных отклонениях конструктивных и режимных параметров насосов.
В связи с поставленной задачей разработан алгоритм программы расчета отклонений энергетических параметров центробежного насоса.
В дальнейшем планируется осуществить математическую реализацию данного алгоритма в виде программы расчета и провести ее отработку на статистических данных испытаний насосов, находящихся в серийном производстве.
Составленная программа модельных гидродинамических испытаний позволит рассчитывать отклонения энергетических параметров насоса с достаточной точностью, не прибегая к самим испытаниям. Таким образом, в будущем количество гидравлических испытаний центробежных насосов можно будет уменьшить, что позволит сократить технологический цикл
производства центробежных насосов и снизить затраты на их изготовление.
Библиографические ссылки
1. Испытания насосов : справ.е пособие / О. В. Яременко. М. : Машиностроение, 1976. 225 с.
2. Овсянников Б. В., Боровский Б. И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1986. 376 с.
3. Технология сборки и испытаний насосов жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие / М. В. Краев, В. П. Назаров, Л. П. Назарова, Б. Ф. Ора-тынский ; под общ. ред. проф. М. В. Краева ; Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск,1993. 104 с.
References
1. Yaremenko O. V. Ispitaniyanasosov. Moscow, Mashinostroenie, 1976, 225 p.
2. Ovsyannikov B. V., Borovskii B. I. Teoriya i raschet agregatov pitaniya zhidkostnih raketnih dvigatelei. Moscow, Mashinostroenie, 1986, 376 p.
3. Kraev M. V., Nazarov V. P., Nazarova L. P., Oratinskii B. F. Tehnologia sborki i ispitanii nasosov zhidkostnih raketnih dvigatelei. Krasnoyarsk, SAA, 1993, 104 p.
© Останина Н. Г., Каменюк О. В., Ляшенко А. Н., Петров И. М. 2015
