Содержание к диссертации
Глава I, Перспективные лредвключенные решетки в насосах 2
Введение 2
1. Перспективы применения суперкавитирующих решеток в ступенях высокооборотных насосных агрегатов 2
1.1. Суперкавитацжшное обтекание решетки профилей с кавитадион ной каверной конечной длины 2
1.2. Угол отклонения потока от направления лопатки 4
1 .3. Энергетические характеристики суперкавитиругощей решетки 5
1.4. Диапазон возможных рабочих характеристик суперкавитирующих насосов 10
1.5. Коэффициент полезного действия системы «сулеркавитирующее колесо - центробежное колесо» И
1.6. Улучшение кавитационных свойств насоса, обеспечиваемое суперкавитирующим колесом
1.7. Результаты экспериментальных исследований суперкавитирующих решеток 12
1.7.1. Исследования и обобщения, выполненные Пирсоллом И. С 12
1.7.2. Работы японских исследователей 13
1.7.3. Исследование двухрядного осевого насоса 15
1.7,4 Экспериментальные исследования ИЦК, КФ МГТУ, ЗАО «НПО Гидромаш» 17
2. Перспективные схемы шнековых насосов 21
Выводы по главе 1 23
Литература к главе I. 23
Глава II. Расчет и проектирование осевых (шиековых) насосов ЖРД (с использованием зарубежных данных) 26
Введение 26
Выбор и расчет параметров на входе в колесо БІіА и ОН. 29
1. Насосы, работающие на обычных (некриогенных) компонентах топлива 29
1.1. Оптимальные условия входа 29
1.2. Изгиб лопасти по длине 35
1.3. Конфигурация входной и выходной кромки. Число лопаток 36
2. Насосы, работающие на жидкостях, отличных от воды, в том числе криогенных , 37
2.1.Термодинамическая поправка жидкости ( на кавитацию) , 37
2.2. Особенности безнаддувной схемы системы подачи 41
Гидродиналіический расчет шиековых и оседиагоналъных колес насосных агрегатов 46
1. Расчет кинематики потока в колесе низконапорного насоса 46
2. Порядок расчета структуры потока в колесе низконапорного шнекового насоса 49
3. Расчет структуры потока в высоконапорном колесе оседиагонального насоса 51
4. Отставание потока в межлопаточном канале от направления лопасти 55
3. Потери в насосах 60
1. Потери на утечки 60
2. Потери на трение 61
3. Потери на расширение 62
4. Фактический материал по зарубежным насоса Сравнение расчета с экспериментом 409
1. Параметры и характеристики иизконапорных шнековых насосов 62
2. Параметры и характеристики высоконапорных оседиагональных насосов 71
Выводы по главе П. 76
Литература к главе И 76
Глава III. К вопросу улучшения характеристик лопаточных машин 78 Раздел А
Введение ,78
1. Проблемы повышения эффективности ступеней лопаточных машин с радиальными рабочими колесами 78
1.1 .Физическая картина протекания рабочего процесса в колесе лопаточной машины 78
1.2. Влияние распределения относительных скоростей потока в межлопаточном канале колеса на характеристики лопаточной машины 94
1.3 .Способы повышения всасывающей способности и экономичности центробежных колес 98
2. Перспективы применения диагональных рабочих колес в ступенях высокооборотиых лопаточных насосных агрегатов 107
2.1. Диагональные колеса, исследованные Г. By дом 109
2.1.1. Основные особенности колес 109
2.1.2. Энергетические характеристики колес 112
2.1.3. Кавитационные характеристики колес 112
2.2. Насосные ступени с диагональными колесами, исследованные японскими специалистами 114
Выводы по разделу А главы III 117
Литература к разделу А главы III " 117
Раздел Б 120
Введение 120
1. Центробежные насосы 121
1.1. Взаимодействие шнека и центробежного колеса 121
1.2. Кавитация в центробежных колесах 125
1.3. Взаимодействие колеса и отвода 126
1.4. Течение пространственного потакав центробежном колесе 128
1.5. Измерения пульсаций давления 131
1.6. Входной патрубок 132
2. Центробежные компрессоры 133
2.1. Характеристики центробежных компрессоров и структура потока в них 133
2.1.1. Потери из-за трения в колесе 142
2.1.2. Потери в колесе из-за расширения потока 144
2.1.3. Потери в колесе из-за смешения потоков 1 2.2. Внешние потери колеса 145
2.3. Потери в безлопаточном диффузоре 145
2.4. Потери в спиральной улитке .- 146
2.5. Влияние зазора между колесом и корпусом на характеристики компрессора 155
3. Диагональные насосы 157
Выводы по разделу Б главы III 162
Литература к разделу Б главы III 162
Глава IV. К вопросу отработки агрегатов системы подачи SSME 167
Введение 167
1. Схема системы подачи SSME и ее основные особенности 167
2. ТНА горючего 171
2.1. Основной насос горючего 172
3. ТНА окислителя 180
4. Конструкция и особенности турбин ТНА SSME 185
5. Бустерные насосные агрегаты SSME 187
5.1. БНА горючего 188
5.1.1. Отработка БНА горючего на модельных ступенях 189
5.2, БНА окислителя 191
5.2.1. Отработка БНА окислителя на модельных ступенях 192
6. Отработка агрегатов системы подачи топлива SSME 194
6.1. Ход отработки двигателя 194
6.2. Основные проблемы отработки агрегатов системы подачи топлива 196
6.3. Доработка агрегатов линии горючего 199
6.3 Л. Доработка ТНА горючего 199
6.3.1.2. Повышение антикавитационных свойств насоса ТНА горючего 200
6.3.2. Доработка БНА горючего 200
6.4. Доработка агрегатов системы подачи кислорода 201
6.4.1. Повышение антикавитационных свойств основного насоса окислителя 201
6.4.2. Доработка БНА окислителя 202
7. Некоторые особенности японских ТНА ЖРД 203
Выводы по главе IV, 208
Литература к главе IV. 209
Глава V. Виброакустическая диагностика турбомашин 213
Введение 213
1. Методы диагностики турбомашин 215
2. Эффективность применения виброакустических методов диагностики турбомашин 216
3. Области применения виброакустических методов диагностики турбомашин 223
4. Датчики для измерения параметров, необходимых для диагностики турбомашин 225
4.1. Измеряемые параметры 225
4.2. Количество датчиков и места их установки 226
5. Методы обработки виброакустических сигналов 234
5.1. Следящий анализ 235
5.2. Узкополосный спектральный анализ 236
5.2.1. Принцип работы спектроаналшатора реального масштаба времени 238
5.2.2. Усреднение спектра реального масштаба времени 240
5.2.3. Нормализация частоты вибраций, соответствующей скорости вращения ротора двигателя 241
5.3. Автоматизированная система контроля состояния турбомашин 241
6. Виброакустические методы диагностики подшипников качения 242
7. Виброакустическая диагностика ТНА 255
Выводы по главе V 257
Литература к главе V 258
Глава VI. Методы расчетно-теоретической оптимизации проточной части насосов ЖРД и энергоустановок 263
Введение 263
1. Методика расчета проточной части рабочих колес лопастных насосов ЖРД и общепромыитенных установок (кеазитрехмерпый метод) 269
1.1 .Физическая постановка задачи 270
1.2. Программа расчета и критерии оценки распределений относительных скоростей потока 274
411
2. Методика расчета проточной части рабочих колес лопастных насосов ЖРД и общепромышленных установок (с использованием трехмерного метода) 276
2.1. Апробирование программы 282
2.1.1. Расчет параметров потока в осевом колесе 282
2.1.2. Расчет параметров потока в центробежном колесе
2 3. Генерирование расчетных сеток 288
4. Расчет распределений скоростей в рабочих колесах насосов ЖРД, созданных в начальной стадии развития отрасли 289
5. Оптимизация проточной части рабочих колес 290
6. Согласование шнекового и основного колес 297
Глава VII. Экспериментальное исследование насосных ступеней ЖРД и энергоустановок 299
1. Результаты экспериментальных исследований насосных ступеней 299
2. Метод моделирования насосных ступеней 319
3. Методика создания лопастных насосов 321
4. Модельные энергоустановки 327
5. Насосные ступени с диагональными колесами 330
Глава VIII. Методика диагностирования технического состояния и работоспособности ТНА ЖРД на основе анализа вибрационных сигналов. Рекомендации по снижению вибраций ТНА 338
Введение 338
1. Снижение вибраций на роторной и лопастных частотах 342
2. Снижение вибраций на шнековой частоте 343
3. Закрученный поток в отводящем устройстве турбины 343
4. Механический дисбаланс ротора 343
Выводы по главе VIII.: 344
Литература к главе VIII 345
Глава IX. Конверсия 345
Введение 345
1. Агрегаты малой мощности 346
2. Совершенствование рабочих колес для насосов магистральных нефтепроводов 348
3. Новый горизонтальный подпорный насос (НГПН 3600-120) 354
4. Насос откачки утечек нефти 358
5. Новая передвижная насосная установка (ПНУ-1) 360
6. Головной образец установочной серии (ПНУ-1М) 367
7. Передвижная насосная установка ПНУ-ІМ. 370
8. Модификации ПНУ на основе ПНУ-ІМ. 380
Малая передвиосная насосная установка (МПНУ) 380
Глава V. Перспективы и проблемы совершенствования лопастных насосов 382
Введение 382
Выводы по главе X. 392
Общие выводы 392
Общий список литературы 395
