Центробежный насос марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13-7/6

Разработка методики проектирования конструкции центробежного насоса с повышенными показателями работоспособности такими как: коэфициент полезного действия, долговечность основных узлов машины, надежность.

проведение гидродинамических испытаний насоса марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13-7/6 на базе завода –партнера, использование методики сквозного проектирования CAD/CAE/CAM, создание модели центробежного насоса в системе автоматизированного проектирования SolidWorks, инженерный анализ основных деталей насоса в системе NASTRAN/PATRAN, NASTRAN/ROTORDINAMICS.

-проведены испытания МЦН марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13-7/6, определены напорные и энергетические характеристики насоса Q=13 м3/час, Н=55 м, КПД =40 % -определены размеры сечений основных узлов, разработана компьютерная модель ЦН; - составлена расчетная механическая схема для автоматизированного статического расчета вала и проверки сечения, с подбором методики определения осевых и радиальных усилий, действующих на вал ЦН; - проведены автоматизированные расчетов в интегрируемой среде NASTRAN на определение напряженно-деформируемого состояние спроектированных узлов ЦН в режимах максимальной и нулевой подачи. - проведен анализ результатов автоматизированного расчета с выводами : достаточный коэффициент запаса прочности вала при максимальной подаче, σ_max=286 МПА, допустимое напряжение для стали 40Х [σ_-]=680 МПА, коэфициент запаса прочности составил 2, 37;

вертикальный погружной центробежный насос

Конструкции многоступенчатого центробежного насоса находится на стадии разработки, на следующем этапе НИР предполагается внедрить программный модуль для автоматизированного проектирования центробежного колеса в производство завода «KARLSKRONA LC AB»

В настоящее время широко используются погружные насосы большой мощности для перекачки жидких сред из скважин. В целях расширения возможности скважинных насосов, применяется внедрение технологии 3D печати основных деталей и узлов насоса, а также использование гидрофобных покрытий внутренней полости насоса.

Полученные результаты повлияют на развитие науки гидравлики, науке о проектировании машин по перекачке жидкой среды, на развитие проектирования систем автоматизированного проектировании, применяемых при разработки конструкций машин с лопастными колесам, на методику параметрического проектирования и оптимизации лопастных колес.

рабочее колесо и ротор центробежного насоса марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13 – 7 / 6. Цель работы разработать методику проектирования конструкции центробежного насоса с повышенными показателями работоспособности такими как: коэфициент полезного действия, долговечность основных узлов машины, надежность.

разработать методику проектирования конструкции центробежного насоса с повышенными показателями работоспособности такими как: коэфициент полезного действия, долговечность основных узлов машины, надежность.

создание пользовательского интерфейса автоматизированного модуля для проектирования геометрических характеристик рабочего колеса ЦН в среде MATLAB, использование методики сквозного проектирования CAD/CAE/CAM в создании и оптимизации модели центробежного колеса, CAD проектирование в среде КОМПАС, инженерный анализ прочности рабочего колеса, разработка силовой схемы для проведения анализа виброактивности, динамических расчетов вынужденных колебаний системы вал-колесо NASTRAN/PATRAN, определение долговечности ротора при сложном напряженном состоянии в САПР NASTRAN/FATIGUE .3D печать технологией FDM первых прототипов центробежного колеса.

Результаты работы: для проведения гидродинамических расчетов и проектирования меридианного сечения и профилирования лопасти колеса ЦН, разработан пользовательский интерфейс автоматизированного модуля в среде MATLAB; определены геометрические размеры рабочего колеса ЦН диаметр вала диаметр ступицы колеса 0,0189 м, диаметр входа в колесо , ориентировочный диаметр начала лопастей. Научная новизна полученных результатов/ заключается в разработке автоматизированного модуля, который позволяет с большей точностью проектировать и создавать геометрию проточных каналов и профиля лопасти рабочего колеса ЦН, в создании методики компьютерного проектирования ЦН позволяющей определить прочность, долговечность деталей ЦН, в создании упрощенной методики проектирования и создания оптимизированной геометрии колес с лопастями двойной кривизны, исследование возможности 3D печати в создании натурных образцов колес со сложной геометрией колес ЦН

рабочее колесо и ротор центробежного насоса марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13 – 7 / 6.Насос погружной, скважинный предназначен для перекачивания раствора с содержанием серной кислоты для добычи полезных ископаемых методом скважинного подземного выщелачивания.Напор насоса 19 м, подача 55м3/ч

Конструкции многоступенчатого центробежного насоса находится на стадии разработки, на следующем этапе НИР предполагается внедрить программный модуль “PUMP” для автоматизированного проектирования, внедрить методику компьютерного проектирования CAD/CAE/CAM центробежного насоса в производство завода «KARLSKRONA LC AB».

в настоящее время широко используются погружные насосы большой мощности для перекачки жидких сред из скважин. В целях расширения возможности скважинных насосов, применяется внедрение технологии 3D печати основных деталей и узлов насоса, а также использование гидрофобных покрытий внутренней полости насоса. Тем самым уменьшить механические и электрические потери, увеличить срок эксплуатации и объем производства. Вероятность достижения экономического эффекта в этом случае приближается к 100 %, - Увеличение коэффициентов мощности. Средний срок обслуживания насоса увеличивается.

Полученные результаты повлияют на развитие науки гидравлики, науке о проектировании машин по перекачке жидкой среды, на развитие проектирования систем автоматизированного проектировании, применяемых при разработки конструкций машин с лопастными колесам, на методику параметрического проектирования и оптимизации лопастных колес.

рабочее колесо и ротор центробежного насоса марки «ODDESSE zentralasien» - UPP 13 – 7 / 6

Разработать методику проектирования конструкции центробежного насоса с повышенными показателями работоспособности такими как: коэфициент полезного действия, долговечность основных узлов машины, надежность

анализ существующих теорий взаимодействия жидкой среды с поверхностями центробежного колеса и влияния краевого угла смачиваемости на гидравлический КПД насоса, инженерный анализ прочности рабочего колеса, выполненного из полимерного материала в NASTRAN/PATRAN и подбор сечения дисков для достаточной прочности колеса для проведения промышленных испытаний, сравнение параметров шероховатости поверхности после 3D печати технологией FDM и SLA для создания цифрового двойника центробежного колеса , работающего в реальных условиях напора и подачи.

- написано и передано в типографию на печать учебное пособие «Проектирование гидромашин в интегрированной среде NASTRAN/PATRAN»; - проведен анализ технологических процессов гидрофобизации, применяемых на современных насосостроительных предприятиях; - в результате анализа было выявлено: в качестве типа модификации - для насосов типа «КМ» модификация на основе ПАВ, а для насосов типа «СМ» - на основе фторопласта; предельный реализуемый краевой угол смачиваемости для ПАВ - 135°, для фторопласта - 150°; для метода ПИАК - 130°, модернизации с целью повышения энергоэффективности повышение КПД для насосов средней быстроходности составит с поверхностями ПАВ ведет к повышению значение КПД порядка 1,3%, при нанесении фторопластого покрытия 2%, при нанесении ПИАК 1,7%; - по результатам исследования существующих технологий по улучшению взаимодействия потока с поверхностью колеса была предложена технология нанесения фторопластового покрытия; - по результатам исследования была предложена конструкция автоматизированной линии по нанесению фторопластового покрытия на центробежное колесо насоса; Научная новизна заключается в разработке методики быстрого прототипирования рабочих органов центробежного погружного насоса из полимерных материалов, для проведения промышленных испытаний

насос семиступенчатый центробежного погружения КПД 42%; рабочее колесо полимерное выполненное технологией SLA предел прочности "118 МПА В рамках предприятия –партнера и машиностроительных предприятий проект отвечает целям и стратегии предприятия, направленной на современные тенденции создания цифрового проектирования и создания цифровых двойников с целью уменьшения экономических затрат на тестирование физических моделей.

Предлагается внедрить методику быстрого прототипирования посредством 3D печати и создание цифрового двойника главного колеса центробежного насоса, что приведет к снижению экономических затрат завода на проведение натурных испытаний и позволит спрогнозировать цену новых изделий. На третьем этапе 2020 был внедрен в производство программный модуль “PUMP” для автоматизированного проектирования геометрии канала и кривизны лопасти центробежного колеса, так же была внедрена, методика CAD/CAE/CAM компьютерного проектирования узлов насоса центробежного насоса в производство завода «KARLSKRONA LC AB».

в настоящее время широко используются погружные насосы большой мощности для перекачки жидких сред из скважин. В целях расширения возможности скважинных насосов, применяется внедрение технологии 3D печати основных деталей и узлов насоса, а также использование гидрофобных покрытий внутренней полости насоса. Тем самым уменьшить механические и электрические потери, увеличить срок эксплуатации и объем производства. Вероятность достижения экономического эффекта в этом случае приближается к 100 %, - Увеличение коэффициентов мощности. Средний срок обслуживания насоса увеличивается

Полученные результаты повлияют на развитие науки гидравлики, науке о проектировании машин по перекачке жидкой среды, на развитие проектирования систем автоматизированного проектировании, применяемых при разработки конструкций машин с лопастными колесами, на методику параметрического проектирования и оптимизации лопастных колес