CC BY
31
УДК 621.521
ОСОБЛИВОСТ1 РЕЖИМ1В РОБОТИ ВИХОРОКАМЕРНИХ НАГН1ТАЧ1В
А.С. Роговий, доц., к.т.н., Харкчвський нацюнальний автомобшьно-дорожнш ушверситет
Анотаця. На ocHoei математичного моделювання за допомогою моделей одновим1рног eice-симетричног течи iдeалъноi piduHU та моделей чисельного розв'язання рiвнянь Нав'е-Стокса, осереднених за Рейнолъдсом завдяки застосуванню вiдповiдних програмних комплекте, обгру-нтовано icнування двох робочих процеав перекачування рiдин за допомогою вихорокамерних нагнiтачiв. Визначено фактори, що впливаютъ нарежими роботи нагнiтачiв.
Ключов1 слова: вихорокамерний нагнтач, iдeалъна рiдина, числовий розрахунок, робочий про-цес, енергетичт показники.
ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИХРЕКАМЕРНЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ
А.С. Роговой, доц., к.т.н., Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Аннотация. На основе математического моделирования с помощью моделей одномерного осесимметричного течения идеальной жидкости и моделей численного решения уравнений Навъе-Стокса, осредненных по Рейнольдсу с помощью соответствующих программных комплексов, обосновано существование двух рабочих процессов перекачивания жидкостей с по-мощъю вихрекамерных нагнетателей. Определены факторы, влияющие на режимы работы нагнетателей.
Ключевые слова: вихрекамерный нагнетатель, идеальная жидкость, численный расчет, рабочий процесс, энергетические показатели.
FEATURES OF OPERATING MODES OF VORTEX CHAMBER SUPERCHARGERS
A. Rogovyi, Assoc. Prof., Cand. Sc. (Eng.), Kharkiv National Automobile and Highway University
Abstract. On the basis of mathematical modeling by means of models one-dimensional axially symmetric flows of an ideal liquid and models of the numerical decision equations of Navier-Stoks averaged by Reynolds in the corresponding program complexes existence of two working processes of pumping liquids with the help vortex chamber superchargers is proved. The factors influencing operating modes of superchargers are defined.
Key words: vortex chamber supercharger, ideal liquid, numerical calculation, working process, energy performance.
Вступ
HarHiTa4i рiзних титв споживають приблиз-но 20 % електроенерги, що вироблясться у свт. ^iM того, у деяких галузях промисло-восп споживання енерги насосними системами може досягати 25-50 %, тому устшний
розвиток рiзних галузей промисловосп бага-то в чому залежить вщ ефективносп роботи систем, призначених для перемщення робочих середовищ. Широке використання нагт-тачiв рiзних титв у транспортних засобах, зокрема в автомобшях, також потребуе при-дшення уваги удосконаленню енергетичних
характеристик HarHiTa4iB, що дозволить зме-ншити витрати палива на рух автомобiля. У багатьох галузях промисловосп насоси пра-цюють у несприятливих умовах експлуатацп, за умов впливу рiзних негативних факторiв з боку зовшшнього та робочого середовищ, що призводить до того, що експлуатацшш якост динамiчних насосiв обмежуються або зни-жуються [1]. Цi впливи призводять до швид-кого зношування механiчних робочих орга-нiв i ущiльнень насосiв, а при перекачуванш газорiдинних сумiшей iз великим вмютом газу - до зриву параметрiв роботи [2, 3].
Можливим виршенням проблеми може бути застосування в складних умовах експлуатацп струминних насошв. Вони мають високi по-казники надшносп й довговiчностi, конструктивно е простими й можуть працювати практично на будь-яких складах i за будь-яких концентрацiй робочих рiдин. Однак струминш насоси мають низький коефщент корисно! дЦ, що не перевищуе 30 %, та велик поздовжнi розмiри [4]. З шшого боку, ви-хровi ежектори мають прийнятш поздовжнi розмiри, але !х ККД не перевищуе 10 % [5, 6].
Таким чином, удосконалення енергетичних характеристик струминних нагнiтачiв е акту-альним завданням, виршенням якого е по-шук бiльш ефективних принцитв передачi енерги й вщповщних технiчних рiшень у конструюваннi струминних нагнiтачiв, якими е розробленi й дослщжеш в роботi струминнi насоси з вихровою робочою камерою, назва-ш нами вихорокамерними нагнiтачами (ВКН) [1, 7-9].
Аналiз публiкацiй
Вихрова камера дозволяе використовувати позитивш сторони рiзних типiв нагнiтачiв: струминних i вщцентрових. Активний потiк, що надходить у вихрову камеру, утворюе закручену струминну течда у камерi, особли-востями яко! е наявнiсть вакууму на ос й надлишкового тиску на перифери камери [1, 5-8, 10]. Таким чином, закручений потiк ви-конуе функцiю робочого колеса вщцентрово-го насоса, що дозволяе всмоктувати потш, який перекачуеться, за рахунок перепаду ти-ску в усмоктувальному трубопроводi та на осi вихрово! камери. Потш, що перекачуеть-ся, здобувае енерпю у вихровiй камерi за-вдяки комбшаци двох процесiв енергопере-
дачi: передачi енерги за рахунок сил турбулентного тертя, подiбно до струминних еже-кторiв i насосiв, та передачi енерги за рахунок ди вiдцентрових сил, подiбно до вiдцентрових нагнiтачiв [1, 7].
Використання гiдродинамiчних особливос-тей течш рiдин i газiв у вихрових камерах привело до створення вихрових ежекторiв, однак у них не використовусться тдвищення тиску на перифери вихрово! камери i передача енерги в полi вщцентрово! сили, внаслiдок вiдбору середовища, що перекачусться, по осi ежектора, що, в остаточному тдсумку, призводить до низьких показникiв енергоефе-ктивностi та низьких показниюв ККД, що не перевищуе 10 %, хоча й веде до зменшення габаритних розмiрiв порiвняно iз прямотечш-ними струминними ежекторами [5, 6, 12].
Повнощнне урахування гiдродинамiчних особливостей течiй у вихровш камерi реаль зоване у пристроях, запатентованих Беком у США [13, 14], однак ефективнють цих нагш-тачiв не було ощнено, внаслiдок вiдсутностi повноцiнних дослiджень. Крiм того, збiр усмоктування середовища, що перекачуеться через канал у нижиш торцевiй кришцi вихрово! камера погiршуе характеристики пристрою в цшому (тобто знижуеться тиск на перифери вихрово! камери i розрщження на осi, внаслiдок чого попршуеться ККД) i призводить до збшьшення гiдравлiчного опору через перебудову структури вихрового потоку у вихщному каналi [1, 15, 16]. Це не дае можливосп повшстю використати кiнетичну енергiю основного потоку й перешкоджае течi! у вихщному осьовому каналi через до-датковий патрубок.
Результати дослiджень характеристик вихо-рокамерних нагнiтачiв, наведенi в робот [7], показали, що залежно вщ спiввiдношення геометричних розмiрiв каналiв, що пiдводять i вiдводять середовище, можливi два рiзних режими роботи нагштача: режим високо! на-шрносп та режим високо! продуктивностi, однак гiдродинамiчнi особливостi течi! в на-гнiтачах i спiввiдношення кiнематичних па-раметрiв, що приводять до юнування цих ре-жимiв, розглянутi не були.
Мета i постановка завдання
Метою роботи е обгрунтування й визначення факторiв, що впливають на режими роботи
вихорокамерних нагнггачт, та вивчення ро-бочих процес1в, що 1м в1дпов1дають.
Режими роботи вихорокамерних нагштач^в
Вихорокамерший нагнггач [1, 7-9, 11, 17] працюе в такий спос1б (схему насоса наведено на рис. 1): основний потж з об'емною ви-тратою Qs й тиском р8 подаеться через тангенщальний канал входу у вихрову камеру змшання й виходить з не1 через осьовий дренажний канал з об'емною витратою Qout й тиском рш . Робочий потж, змшавшись 1з потоком, що перекачуеться, з витратою й тиском Qln (Qln2 на рис. 1) 1 рт вщповщно, надходить у тангенщальний канал виходу з об'емною витратою Qe й тиском ре. Основ-ним недолжом вказано1 конструкци е втрати середовища, що перекачуеться, через осьовий дренажний канал виходу (Qout > 0).
Рис. 1. Вихорокамерний нагнггач
Як показали наш1 дослщження, змша взаем-ного сшввщношення площ (або д1аметр1в) тангенщальних канал1в входу й виходу, а також осьових канал1в входу й виходу (дренажного) приводить до змши робочого про-цесу насоса та характеристик 1, таким чином, до змши функцп дренажного каналу як каналу скидання робочого середовища на патрубок усмоктування середовища, що перекачуеться [7]. Внаслщок чого ВКН буде працювати в такий спос1б (рис. 1): основний потж з об'емною витратою Qs й тиском р8 подаеться через тангенщальний канал входу у вихрову камеру змшання й виходить 1з не1 через тангенщальний канал виходу. Робочий потж, змшавшись 1з потоком, що перекачуеться, який надходить через два осьових ка-нали входу з об'емними витратами
Qn1( Qout < 0) i Qm2 , 3 тисками Pni й Pn2, потрапляе у тангенщальний канал виходу з об'емною витратою Qe й тиском pe.
В обох конструкцГях здiйснюеться передача енергГ! до середовища, що перекачуеться, за рахунок дп вГдцентрово'1 сили. Однак меха-нiзм передачi енергп вГд основного потоку до обертового ядра у вихровГй камерi е рiзним. У першiй конструкци весь основний потГк виходить через дренажний канал, дотримую-чись закону збереження моменту кГлькостГ руху. У другГй конструкци весь основний потiк виходить у вихГдний патрубок, пере-даючи обертання ядру за рахунок сил турбулентного тертя, подiбно до ежекторiв. Цим зумовлена рiзниця в розподГлГ параметрiв за радiусом вихрово!' камери й розходження в характеристиках ВКН.
ОсобливГстю робочих процесiв ВКН е те, що передача енергп до частинки, що перемГщу-еться, вГдбуваеться в полi дп вГдцентрових сил. При цьому частинки, якГ мають бiльшу густину, нГж густина робочого середовища, перемГщаються до периферп вихрово!' камери в область пГдвищеного тиску, а з меншою густиною - до осГ обертання. Принципова можливГсть роботи нагнiтача на середовищах iз рiзним агрегатним станом наведена у табл. 1. Першою за порядком зазначена густина робочого середовища р1, другою - густина середовища, яке перекачуеться р 2.
Параметри нагнГтача при краплинному робо-чому середовищi обмеженi, внаслiдок виник-нення на осi камери газового вихрового шнура, що знижуе вакуум i, вГдповГдно, зменшуе витрату середовища, що перекачуеться [18-20]. КавГтащйнГ режими нагнГтача не приводять до втрати його працездатностГ, а лише знижують параметри роботи.
Моделювання тривимiрних в'язких течГй е складним завданням, що вимагае значних витрат часу на розрахунок, тому для обгрун-тування режимiв течи та робочих процесГв у цГй роботi застосовано такий пГдхГд: моделювання течи Гдеально'1 рГдини для одержання асимптотичних параметрiв i визначення знака витрати у дренажному каналГ, що Глюст-руе рiзнi робочi процеси [16]. ПГд час розгля-ду одновимГрно'1 вГсесиметрично!' течи Гдеально'1 рГдини зазвичай використовуеться «зональний пГдхГд» [15, 16], згГдно з яким
течш у вихровш камерi розбиваеться на двi зони: зону змши окружно!' швидкостi як у твердого тша та зовнiшню зону потенцшного вихру з постiйною циркуляцiею швидкость Спрощенi рiвняння руху рiдини, що розв'язують для зони потенцiйного вихору, подають у формi Громеки-Ламба, вони легко штегруються для безвихрово*! течи та дають можливють одержати розподш тиску вздовж
радiуса вихрово*! камери, що може бути зве-дений до вигляду [15, 16]:
Ар = р 2 = рЯ-рг = Ят-1, (1)
^ рГ2 /8я2Я ^ г2
де Я - зовнiшнiй радiус вихрово*! камери; Г - циркуляцш швидкостi.
Таблиця 1 Вплив агрегатних сташв 1 сшввщношень густин робочих та перем1щуваних середовищ на
працездатшсть нагштача
Агрегатний стан середовищ Можливють роботи Прим1тка
Газ-Газ (р1 < р2) Так Параметри обмежеш особливостями надзвукових течш
Газ-Газ (р1 = р2 ) Так Складшсть у встановленш характеристик нагштача
Газ-Газ (р1 > р 2 ) Немае
Газ-Р1дина Так Параметри обмежеш особливостями надзвукових течш
Газ-Тверде Так Параметри обмежеш особливостями надзвукових течш Несуче середовище - Газ
Р1дина-Газ Немае
Р1дина-Р1дина (р1 < р2) Так Наявшсть вихрового шнура на ос вихрово! камери погь ршуе характеристики
Р1дина-Р1дина (р1 = р2 ) Так Складшсть у встановленш характеристик нагштача
Р1дина-Р1дина (р1 > р 2 ) Немае
Рщина-Тверде Так Наявшсть вихрового шнура на ос вихрово! камери погь ршуе характеристики. Несуче середовище - Рщина
Газ-Р1дина 1з твердими час-тинками Так Несуче середовище - Рщина
Р1дина-Газ 1з твердими час-тинками Так Наявшсть вихрового шнура на ос вихрово! камери по-пршуе характеристики. Несуче середовище - Рщина
Для опису течи в зон змiни окружно! швид-кост як у твердого тiла штегрують безпосе-редньо рiвняння Ейлера для стало" течи щеа-льно! нестисливоУ рiдини й одержують закон розподшу тиску вздовж радiуса
/
А Рп =
V
1 - #'
1 2 г
гх У
£4 - 2
V 'х
Я2
(2)
вання радiусом, на якому статичний тиск до-рiвнюе нулю (ге)
Q = [ Vds = 2 яГ 2АРг^г 5 И Р
Q2 = / Vds =
/2 Ар
гdг .
де гх - радiус, на якому проходить границя мш: областями.
Використовуючи наведенi розподiли тиску вздовж радiуса вихрово*! камери, можна роз-рахувати значення витрат рщини, що всмок-туеться з навколишнього простору всередину вихрово*! камери ((1) i що викидаеться назо-внi по перифери вихiдного отвору ((2), що показано на рис. 2. Також на рис. 2 показано розподш тиску, отриманий за формулами (1) i (2). Визначаемо витрати з межею штегру-
Рис. 2. Розрахункова схема для визначення витрати рщини, що перекачуеться нагнь тачем
Використовуючи експериментальн дат для закручених течш у вихрових камерах рiзних пристроив, поданi в роботах [10, 16, 21], оде-ржуемо залежност витрат вiд геометричних розмiрiв та кшематичних параметрiв течи у вихровш камерi
2 3 = - ™> гх
2 -
г 2^
г
\1,5
V е У у
1 -
2
Г
1,5
V е У у
Q2 = г
21
\ -1 - ^ 1п
е 2
( —^
^ -11
гр \ ге
V е V е У
де со - кутова швидкiсть обертання рщини.
Використовуючи розкладання в ряд Тейлора, за змши характерних радiусiв у дiапазонi
г г
— = 1,2...1,8; — = 0,3...0,7 одержуемо сума-г г
' е ' е
рну витрату рiдини, всмоктувано1 з навко-лишнього простору:
Q = Ql - Q2 = 2жог,3
г г
0,06^ - 0,72—°^ +
гг
+0,53— +1,02^ - 0,48
Аналiзуючи отриману залежнють, можна дiйти висновку, що для збiльшення витрати всмоктувано1 рщини необхщно збiльшувати ступiнь закручення рщини у вихровш камер^ тобто збшьшувати кутову швидкiсть обертання. Також витрата збшьшуеться зi збшь-шенням радiуса сполучення двох зон, що говорить про те, що чим бшьше зона змши окружно1 швидкост як у твердого тша, тим бiльше витрата всмоктуваного середовища.
На рис. 3 показано залежност вщносно!' витрати рiдини, всмоктувано1 у вихрову камеру з навколишнього середовища, за рiзного спiввiдношення характерних радiусiв. Витрата вiднесена до витрати основного потоку, що подаеться у вихрову камеру . Для того, щоб витрата була позитивною, тобто середо-вище всмоктувалося, а не викидалася з ви-хрово1 камери, необхiдно, щоб стввщно-шення г0 / ге перевищувало 0,55 (рис. 3). Меншi значення стввщношення г0 / ге характеризуют перший режим роботи ВКН, з
викидом робочого середовища через дрена-жний канал, бiльшi - другий режим роботи з усмоктуванням середовища, що перекачуеть-ся через осьовий канал.
Рис. 3. Залежнють витрати всмоктуваного середовища у вихрову камеру вщ характерних радiусiв
Величина вщносно!' витрати характеризуе асимптотичний досяжний коефщент ежекци вихорокамерного нагштача за заданих геометричних розмiрiв вихрово1 камери (Я = 25 мм, Н = 10 мм) i при закрученнi потоку. Ма-ксимальнi значення вщносно!' витрати мо-жуть бути збiльшенi зi збiльшенням закручення потоку в камер^ що вимагае додаткових витрат енерги на закручення й, отже, приводить до зменшення ККД нагнгга-ча [1, 7, 22]. Однак енергетичш параметри нагнiтача за допомогою тако1 спрощено1 мо-делi одновимiрноl вюесиметрично!' течи ще-ально1 рщини розрахувати правильно складно; ^м того, у цш моделi не враховуеться вiдбiр рiдини через тангенщальний канал виходу. Як видно з рис. 3, висом значення витрати вщповщають високим значенням стввщношення ге / г0, що приводить до ситуаций коли значення радiуса ге може стати бiльшим за г0, що виходить за обмеження модель Тому для подальшого уточнення впливу геометричних параметрiв вихрово1 камери на режими роботи вихорокамерних нагштачiв необхщне проведення числового експерименту на основi методiв планування шляхом розв'язання рiвнянь Нав'е-Стокса, осереднених за Рейнольдсом за допомогою вщповщних програмних комплек^в. Рiдина взята нестисливою внаслiдок того, що в бага-тьох задачах транспортування потомв рiдин, газiв i сипких середовищ за допомогою струминно1 макротехнiки робочi тиски i швидкос^ е такими, що з достатньою точню-тю течiю в них можна вважати нестисливою
2
2
г
г
гг
' е' х
г
г
х
х
[1, 4-8, 15, 16]. Для замикання математично1 мод^ до piB^Hb руху додано piB^H^ не-розривность Було взято модифiковану дво-шарову « k - со » модель туpбулентностi Мен-тера Shear Stress Transport [23]. Сггка складалася з 2 млн елементiв i була побудо-вана таким чином, щоб забезпечити параметр Y<2. Математичне моделювання проводи-лося у програмному комплекс OpenFOAM (OpenCFD Ltd) за таких значень граничних умов: на всх границях розрахунково1 областi було взято «жорстм» гpаничнi умови: на твердш стiнцi - умову прилипання рщини
V = 0.
\b
а у вхщному перер131 каналу жив-
лення задавалося значення тиску гальмуван-ня р\ь = р8, у вихiдних каналах - рiвнiсть
тиску нулю р\ь = 0 .
При заданнi граничних умов осьових вихо-дiв i входiв вихрово1 камери враховувалося те, що в закрученому потоцi тиск розподшя-еться вздовж радiуса струменя. Тому було збшьшено розрахункову область i задано граничнi умови виходу на новш границi, де тиск практично дорiвнюе нулю й не змшю-еться за радiусом [16].
ГОд час проведення числового експерименту було обрано фактори, ям можуть ютотно
впливати на характеристики насоса (f е fn)
[7]. Iншi геометричн параметри насоса не варшвалися, виходячи з 1х оптимальних значень, отриманих при оптимiзацГí роботи ви-хрових камер для вихрових клапашв i гщро-пневмоагрегатiв, що використовують поля вiдцентрових сил, наведет в роботах [1, 16, 17]. За допомогою апрюрно!' шформацп про характеристики нагштача визначено значення факторiв, за яких виходять результати, близью до оптимальних. Ц точки при плану-ваннi розглядалися як нульовий (основний)
рiвень - f е =1,8, f п = 4 . Нормування фак-
торiв подано в табл. 2.
Таблиця 2 Нормування фактор1в
Значення -1,41 -1,0 0 1,0 1,41
fe =1,8 0,39 0,8 1,8 2,8 3,21
f in = 4 1,18 2 4 6 6,82
в1дносного статичного тиску вздовж рад1уса вихрово'1 камери подано на рис. 4 (дев'ять кривих вщповщають дев'яти точкам матриц планування) [7]. Як функщю мети при пла-нуванш було обрано вщносну витрату, що перекачуеться нагштачем, тобто всмоктану у вихрову камеру. Витрату було вщнесено до витрати живлення Qs, ККД - до найбшьшого
ККД, отриманого ранше i3 fe = 2,8 та
f n = 6.
Таблиця 3 Матриця планування експерименту
№ дос- x1 x2 V2 Х12 x2 Q Л
лщу
1 -1 -1 1 1 1 -0,13 0
2 -1 1 -1 1 1 -0,23 0
3 1 -1 -1 1 1 0,13 0,96
4 1 1 1 1 1 0,15 1,0
5 -1,41 0 0 2 0 -0,29 0
6 1,41 0 0 2 0 0,19 1,09
7 0 -1,41 0 0 2 0,03 0,29
8 0 1,41 0 0 2 0,008 0,14
9 0 0 0 0 0 0,013 0,23
У результат було отримано матрицю планування (табл. 3), що мютить дев'ять експери-ментальних точок. Розрахунковий розподш
Рис. 4. Розподш вщносного статичного тиску вздовж радiуса вихрово1 камери (1, 2, 5 - перший режим, 3, 4, 6, 7, 8, 9 - дру-гий режим)
Для всх дослщних точок був побудований розподш статичного тиску вздовж радiуса вихрово1 камери, поданий на рис. 4. З рисунка видно, що юнуе два сiмейства розподшв: розподiли 1, 2 й 5 мають значний градiент тиску та вузьку область вакууму в приосьо-вш зонi, що е характерним для роботи вихо-рокамерного нагнггача в першому режим^ тобто iз дренажним каналом i викидом час-тини потоку через цей канал, як показано на рис. 5, а.
- ' жит.
Xvfflvi
о , >о
б
Рис. 5. Вiзуалiзацiя режимiв роботи нагнггача за допомогою лiнiй струму: а - режим i3 дренажним каналом; б - режим без дренажного каналу
Розподши 3, 4, 6, 7, 8 й 9 мають малий градь ент тиску, широку область вакууму у при-осьовiй зонi й низькi значення тиску на пе-рифери вихрово'1 камери, що е характерним для роботи вихорокамерного нагнггача у другому режим^ тобто без дренажного каналу, iз всмоктуванням рiдини через обидва осьовi канали у торцевих кришках (рис. 5, б).
Для цього режиму було проведено оптимiза-щю ККД i було отримано, на основi методiв планування, збшьшення вiдносного ККД такого режиму роботи на 9 %. Енергетичт характеристики при другому режимi роботи нагнiтача практично не залежать вщ площi
каналiв усмоктування ( fin ), i починаючи з
fe = 1,73, втрати середовища, що перекачу-
еться, у дренажному каналi зникають i вщбу-ваеться всмоктування середовища через обидва осьових канали.
Таким чином, на основi проведених досль джень можна побудувати поле характеристик
ВКН, показане на рис. 6, де p = pe / ps,
Q = Qin / Qs.
Рис. 6. Поле характеристик вихорокамерних нагнiтачiв, що вiдповiдае рiзним робо-чим процесам (Ф1 i Ф2)
Побудоване поле характеристик ВКН урахо-вуе особливостi роботи й наявтсть двох ро-бочих режимiв з усмоктуванням i викидом рщини через дренажний канал. Поле характеристик шюструе асимптотичш досяжнi па-раметри роботи нагнiтачiв.
Висновки
На основi математичного моделювання за допомогою моделей одновимiрноï вюесимет-рично'1 течи щеально'1 рiдини й моделей числового розв'язання рiвнянь Нав'е-Стокса, осереднених за Рейнольдсом iз допомогою вщповщних програмних комплексiв, обгрун-товано юнування двох робочих процесiв пе-рекачування рiдин за допомогою вихорокамерних нагнiтачiв.
Для збiльшення витрати всмоктувано'1 рiдини необхiдно збiльшувати ступiнь закручення рщини у вихровш камерь Також витрата збь льшуеться зi збшьшенням радiуса сполучен-ня двох зон: област обертання рiдини як твердого тша й област течи з постшною ци-ркуляцiею, що говорить про те, що чим бь льше зона змiни окружно'1 швидкос^ як у твердого тiла, тим бшьше витрата всмоктуваного середовища.
Для того, щоб витрата у дренажному каналi нагнггача була позитивною, тобто середови-ще всмоктувалося, а не викидалася з вихрово'1 камери, необхщно, щоб стввщношення r0 /re перевищувало 0,55. Меншi значення стввщношення r0 / re характеризують пер-
а
ший режим роботи вихорокамерного нагш-тача, з викидом робочого середовища через дренажний канал, бiльшi - другий режим 10 роботи з усмоктуванням середовища через осьовий канал.
Лггература 11
1. Роговий А.С. Удосконалювання енерге-тичних характеристик струминних на-гнiтачiв: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.17 / А.С. Роговий. - Луганськ, 2007. - 193 с.
2. Евтушенко А.А. Турбомашины для перекачивания газожидкостных смесей /
A.А. Евтушенко, Э.В. Колисниченко, 12 С.В. Сапожников // Вюник Сумського державного ушверситету. Серiя: Техш-
чш науки. - 2004. - №13(72). - С. 45-49.
3. Бшокшь I.I. Вплив газовмюту рщини на характеристики лабiринтно-гвинтового 13 насоса / I.I. Бшокшь, Ю.М. Стеценко,
B.А. Макагон та ш // ВосточноЕвропейский журнал передовых техно- 14 логий. - 2011. - Т. 2. - №. 8 (50).
4. Соколов Е.Я. Струйные аппараты / Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 15 352 с.
5. Вихревые аппараты / А.Д. Суслов,
C.В. Иванов, А.В. Мурашкин, Ю.В. Чижиков. - М.: Машиностроение, 1985. -256 с.
6. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его 16 применение в технике / А.П. Меркулов.
- М.: Машиностроение, 1969. - 184 с.
7. Syomin D. Features of a working process and characteristics of irrotational centrifugal pumps / D. Syomin, A. Rogovyi // 17 Procedia Engineering. - 2012. - Vol. 39. -
P. 231-237. - Avialable at: http://dx.doi.org/ 10.1016/j .proeng. 2012.07.029.
8. Сьомш Д О. Вплив умов входу середовища, що перекачуеться, на енергетичш характеристики вихрекамерних насошв /
Д О. Сьомш, А.С. Роговий, А.М. // Вю- 18 ник Нащонального техшчного ушверситету «ХП1»: зб. наук. пр. Серiя: Пдрав-лiчнi машини та пдроагрегати. - 2015. -№ 3 (1112)- С. 130-136.
9. Роговий А.С. Особливосп розрахунку пневмотранспортних установок, побу-дованих на основi безроторних вщцент-рових насоав / А.С. Роговий // Вюник
СНУ м. В. Даля. - 2015. - №1 (218). -С.68-73.
Аэродинамика и процессы в вихревых камерах / И.И. Смульский. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 300 с. Сьомш Д О. Вплив закручення потоку, що перекачуеться, на енергетичш характеристики вихрекамерних насошв / Д.О. Сьомш, А.С. Роговий, А.М. Левашов. // Вюник Нащонального техшчного ушверситету «ХП1»: збipник наукових праць. Сеpiя: Гiдpавлiчнi машини та гщ-роагрегати. - 2016. - № 20 (1192). -С. 68-71.
Piralishvili S.A. Calculation and Experimental Investigation of Mixture Formation in a Vortex Mixer / S.A. Piralishvili, R.I. Ivanov // Russian Aeronautics. - 2012. - Vol. 55, No. 2. - P. 179-183. U.S. Patent Document 4449862 5/1984 Beck J.L. 55/316. Vortex injection method and apparatus. - 1984. U.S. Patent Document 4563123 1/1986 Beck J.L. 415/52. Direct coupling of a vortex injector to a centrifugal pump. -1986.
Сполучення вихрових виконавчих при-стро1в iз сучасними системами управ-лшня / Д.О. Сьомш, В.О. Павлюченко, В.1. Ремень, Я.1. Мальцев. - Луганськ : Вид-во Схщноукр. нац. ун-ту iм. В.Даля, 2002. - 174 с.
Сьомш Д.О. Пщвищення ефективносп перемщення вантажiв трубопровщним транспортом засобами струминно! арма-тури: дис. ... д-ра техн. наук: 05.22.12 / Д.О. Сьомш - Луганськ, 2004. - 381 c. Syomin D. Power characteristics of superchargers with vortex work chamber / Syomin D., Rogovoy A. // Polish academy of sciences branch in Lublin. TEKA. Commission of motorization and power industry in agriculture. TEKA Kom. Mot. Energ. Roln. - OL PAN. - 2010. -Vol. XB, № 19. - P. 232-240. Syomin D. Mathematical simulation of gas bubble moving in central region of the short vortex chamber / Syomin D., Rogovyi A. // Polish academy of sciences branch in Lublin. TEKA. Commission of motorization and energetics in agriculture. An international journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency and mechanical engineering. - 2012. - Vol. 12, No. 4. - P. 279-284.
19. Vinokurov A. Experimental study of precessing vortex core in two-phase flow / A. Vinokurov, S. Shtork, S. Alekseenko // EPJ Web of Conferences. - 2015. - Т. 92.
20. Mulligan S. Hydrodynamic Investigation Of Free-Surface Turbulent Vortex Flows with Strong Circulation in a Vortex Chamber / S. Mulligan, J. Casserly, R. Sherlock // 5th IAHR International Junior Researcher and Engineer Workshop on Hydraulic Structures. - 2014.
21. Vatistas Georgios Haralampou Theoretical and experimental studies on confined vortex flows. Diss. / Georgios Haralampou Vatistas. - Concordia University, 1984.
22. Сёмин Д.А. Экспериментальные исследования характеристик струйно-вихре-
вого насоса / Д.А. Сёмин, А.С. Роговой // Вюник СумДУ. - 2005. - 12(84). -С.64-70.
23. Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications / F.R. Menter // AIAA Journal. -1994. - Vol. 32, no. 8. - P. 1598-1605.
Рецензент: Ф.1. Абрамчук, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакци 05 липня 2016 р.
