Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Особенности учета масштабного эффекта при модельных испытаниях макетов лопастных насосов, изготовленных на 3D-принтерах

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 04, август 2015
DOI: 10.7463/aplts.0415.0820486
Файл статьи: Aplts_Aug2015_001to012.pdf (1249.90Кб)
автор: Петров А. И.1,*

УДК 621.671.2

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В статье «Особенности учета масштабного эффекта при модельных испытаниях макетов лопастных насосов, изготовленных на 3D-принтерах» рассматриваются особенности влияния масштабного эффекта на пересчет параметров насосов с моделей, выполненных методами 3D-прототипирования, на натурные образцы насосов. Изготовление деталей макетов насосов, или целиком макетов на 3D-принтерах в настоящее время получило очень широкое распространение, и может считаться магистральным направлением моделирования лопастных насосов. Это связано как с повсеместной разработкой насосов в различных пакетах 3D-моделирования, так и со значительным снижением стоимости изготовления подобных макетов по сравнению с литьем и другими традиционными методами.
Явление масштабного эффекта в лопастных гидромашинах, т.е. нарушение условий подобия при пересчете с модельного насоса на натурный, давно и подробно изучено в теории подобия. Однако по мере накопления опыта изготовления макетов на 3d-принтере и их испытаний становится ясно, что учет масштабного эффекта для таких макетов имеет ряд отличий от традиционных методик. Причиной этому являются особенности микро- и макрогеометрии деталей, изготовленных на различных видах 3D-принтеров (экструзивными методами, методами спекания порошка ультрафиолетом и др.).
В статье рассмотрены особенности пересчета внешних и внутренних механических потерь, перетечек и гидравлических потерь, а также специфика проведения балансовых испытаний для таких макетов. Представлены базовые формулы пересчета, описаны факторы, влияющие на величину этих потерь. Приведены фотографии поверхностей деталей макетов, изготовленных на 3D-принтере и подвергнутых последующей механической обработке. Представлены результаты пересчета нескольких модельных насосов (макетов) на натурные с использованием изложенной методики, и показано, что погрешность пересчета КПД не превышает 1..1,5%. В заключении подчёркивается важность проведения балансовых испытаний макетов для накопления статистических данных по учету масштабного эффекта для макетов насосов, выполненных различными методами 3D-прототипирования, поскольку коэффициенты пересчета для них могут отличаться.

Список литературы
  1. Tomita Y., Yamazaki S., Sasahara T. The Scale Effect and Design Method of the Regenerative Pump with Non-Radial Vanes // Bulletin of JSME. 1973. Vol. 16. no.98. Р. 1176-1183. DOI: 10.1299/jsme1958.16.1176
  2. Артемов А.В., Петров А.И. Современные тенденции развития конструкций стендов для испытаний лопастных насосов // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 11. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/500480.html (дата обращения 3.06.2015).
  3. Зимницкий В.А., Каплун А.В., Папир А.Н., Умов В.А. Лопастные насосы: Справочник / Под ред. В.А. Зимницкого и В.А.Умова. Л.: Машиностроение, 1986. – 334 с.
  4. ГОСТ 6134-2007. Насосы динамические. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2008. 101 с.
  5. Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. М.: Машиностроение, 1966. – 364 с.
  6. Ломакин В.О., Петров А.И. Верификация результатов расчета в пакете гидродинамического моделирования STAR-CCM+ проточной части центробежного насоса АХ 50-32-200 // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. Cпецвыпуск. C. 6-9.
  7. Ломакин В.О. Численное моделирование проточных частей макетов насосов и верификация результатов моделирования путем сравнения экспериментально полученных величин с расчетными // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. № 5. C.52-62. DOI: 10.7463/0512.0356070
  8. Руднев С.С., Подвидз Л.Г. Лабораторный курс гидравлики насосов и гидропередач. М.: Машиностроение, 1974. 416 с.
  9. Яременко О.В. Испытания насосов. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1976. - 225 с.

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2018 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)