
Дифүзөрлү сантрифүж насосларда дөнен дөңгөлөк калаклары менен сабит дифүзөр калаклары бирбирлеринин чок йакынындан кечмектедир. Rotor-stator еткмененшими катары адландырылан бул олай, дөңгөлөк чыкышы менен дифүзөр гириши арасындаки басынч аланыны перийодик катары бозмакта; басынч толкунланмасы, хидролик титрешим, гирдап күмеленмеси, энергия кайбы жана узак мезгилли меканик йорулма риски олуштурабилмектедир. Бул еткмененр, өзгөркен каршы басынчларын жана гириш бузулууларынын гөрүлебилдиги геми согутма, деңиз сууйу калдырма, баласт, йангын сөндүрме, ачык деңиз платформу жана окйанус энергияси насослама системлеринде өзелликле өнемлидир.
Изилдөөдө оригиналдуу дөңгөлөк канады чыкыш кенары М0 реферанс модельи катары алынмыш; бунунла ики йени геометри каршылаштырылмыштыр. М1, дөрдүнжү дережеден Бéзиер егрисийле инжелтилмиш бир фирар кенарыдыр. М2 исе калектин басынч йүзейинде 30 миляиметре йарычаплы бир йуварлатма булунан модельдир. Изилдөөжылар бул геометрмененри капалы девре темиз суу экспериментлери, замана баглы CFD, узай-заман басынч дөнүшүмлери, басынч коэффициентсынын стандарттык четтөөсы жана \(\Omega\) гирдап танымлама ыкмаийле маанилендирмиштир.
Инжеленен насоснын номинал дебиси 14 м³/саат, номинал басма жогоркулиги 14 метре жана дөнүш хызы 2.850 дев/дакикадыр. Чаркта алты калак, сабит дифүзөрде йеди калак бар. CFD модельи емиш хазнеси, дөңгөлөк, дифүзөр, насос бошлугу жана чыкыш салйангозуну камтыган там акыш кечишини темсил етмектедир. Хесапламаларда болжол менен 4,61 миляйон клеткали түзүлүшландырылмыш аг, SST \(k-\omega\) түрбүланс модельи жана дөңгөлөкын ар бир дережелик дөнүшүне каршылык гелен \(5,84795\times10^{-5}\) санийелик заман адымы пайдаланылган.
Калак геометриси өзгөрүүлиги, дөңгөлөк чыкышындаки ен жогорку жана ен төмөн статик басынч арасындаки фаркы өнемли өлчүде азалтмыштыр. Реферанс М0 модельинде бул фарк \(0,51\times10^5\) Па, йани болжол менен 51 кПа икен М1’де 28 кПа’а, М2’де 35 кПа’а дүшмүштүр. Вермененн маанилере боюнча бул, М1 үчүн болжол менен йүзде 45,1; М2 үчүн йүзде 31,4 азаюу анламына гелмектедир. Басынч аланынын дагы дүзкүн хâле гелмеси, калак кечишлери сырасында олушан ани басынч төмөндөөлеринин жана басынч толкунсы градйенлеринин алсызладыгыны көрсөтөт.
М1, өзелликле дифүзөр гиришиндеки басынч толкунланмасыны жана чоң өлчекли гирдап күмеленмесини бастырмада ен ийгиликтүү модель болгон. \(\Omega\) гирдап гөрселлеринде М0’даки йогун жана бирбирийле бирлешмиш гирдап түзүмдөрүнын М1’де дагы чакан, парчалы жана дүзенли дагылмыш түзүлүшлара дөнүштүгү гөрүлмектедир. М2’нин гирдап жана басынч толкунланмасы үзериндеки еткиси М1’ден дагы чектелген олмакла бирликте, эксперимент жана CFD натыйжалары М2’нин бүтүн инжеленен дебмененрде маалыматми артырдыгыны жана төмөн дебмененрде басма жогоркулигини бир миктар йүкселттигини гөстермиштир.
Изилдөө, М2’нин номинал ноктада насос маалыматмини М0’а боюнча болжол менен 0,9-1,2 йүзде баллы артырдыгыны билдирмектедир. Йазарларын масштабдоо хесабына боюнча жылда 5.000 саат кызматкер типик 15 кW’лык бир деңиз насоссында бул фарк жылда 900-1.200 кWх електрик жана 450-600 кг көмүртекдиоксит тасарруфу саглайабилир. Ошондой болсо да бул хесап үчүн колдонулган баштапкы маалыматми, хидролик йүк профили жана електрик емисйон факторү айрынтылы катары маалыматлмемиштир. Карбондиоксит сонужу, сажылардан анлашылдыгы кадарыйла 0,5 кг ЖО₂/кWх емисйон коэффициентсыны өртүк катары кулланмактадыр.
Изилдөөнүн деңизжилик вургусууна рагмен экспериментлер тузлулук, корозйон, деңиз жанлысы жабышуусы, толкун булаклы гириш бозунтусуу же геми кыймыли булунмайан темиз суу лаборатувар дүзенегинде герчеклештирилмиштир. М1’ин ен ийи басынч жана гирдап натыйжалары түздөн-түз экспериментсел катары эмес, агырлыклы катары CFD аркылуу елде едилмиштир; экспериментсел перформанс салыштыруусы М0 менен М2 арасында суунулмуштур. Ошондуктан натыйжалар деңиз типи насос тасарымы үчүн күчтүү бир меканизма көрсөткүчси сагламакта, бирок герчек деңиз сууйу ортамындаки саха башарысыны азырынча далилдебейт.
Rotor-stator еткмененшими насос үчүн себеп өнемлидир?
Сантрифүж насоснын дөңгөлөкы, мотордан алдыгы меканик энергияйи акышкана актарарак хыз жана басынч үретир. Дифүзөр калаклары исе дөңгөлөктан жогорку хызла чыкан акышы йавашлатып хыз энергиясинин дагы чоң бөлүмүнү статик басынжа дөнүштүрмейе чалышыр. Чарк калаклары дөнэрте сабит дифүзөр калакларынын гириш кенарларынын өнүнден перийодик катары кечмектедир.
Чарк чыкышындаки акыш тамамен дүзкүн эмес. Хер калектин аркасында төмөн хызлы бир из бөлгеси, басынч жана емме йүзейлери арасында басынч фаркы, экинчи акыш жана гирдап түзүмдөрү бар. Бул дүзенсиз акыш сабит дифүзөр калектина улаштыгында:
- Дифүзөр гиришинде ани басынч йүкселме жана төмөндөөлери олушабилир.
- Басынч толкунлары дөңгөлөк чыкышы менен дифүзөр гириши арасында каршылыклы йажылабилир.
- Чаркын миля гүжү, басма жогоркулиги жана маалыматми чакан бирок дүзенли салынымлар гөстеребилир.
- Бүйүк гирдап күмелери хидролик кайыплары жана дүзенсиз кувветлери артырабилир.
- Насос гөвдеси, бору хатты жана байланышларда титрешим жана йорулма риски бүйүйебилир.
Изилдөө, басынч толкунланмасынын гана дифүзөр калектинын варлыгындан эмес, дөңгөлөкын чыкыш кенарында олушан из жана гирдапларын сабит калакларла еткмененшиминден булакландыгыны кабул етмектедир. Ошондуктан тасарым кийлигишүүси катары бүтүн дөңгөлөкы өзгөртирмек йерине гана калектин сон кысмына, йани фирар же чыкыш кенарына көңүл топтооктадыр.
Литератүрде максатленен бошлук
Өнжеки изилдөөлар В бичимли чентик, даиресел же елиптик кесикм, чыкыш кенары егими жана фарклы йуварлатма йарычапларынын насос басма жогоркулиги, маалыматм жана басынч толкунланмасы үзериндеки еткмененрини инжелемиштир. Изилдөөнүн литератүр маанилендирмесине боюнча ылайык бир фирар кенары өзгөрүүлиги жет-из түзүлүшсыны, экинчи акышы жана чыкыштаки хыз-басынч дүзенсизлигини азалтабилмектедир.
Буна каршылык изилдөөжылар, геометрик өзгөрүүлик менен ашагыдаки мөөнөтчлер арасында бүтүнлешик бир түшүндүрмөнын ексик экенин белгилейт:
- Чарк-дифүзөр аралыгында гирдапларын нереде олуштугу,
- Гирдапларын убакыт ичинде насыл бүйүйүп дагылдыгы,
- Гирдап күмеленмесинин басынч толкунларына насыл дөнүштүгү,
- Басынч толкунларынын дөңгөлөк жана дифүзөр кечитлери бойунжа насыл йажылдыгы,
- Бу меканизманын басынч толкунланмасы жана энергия маалыматмлилигийле насыл бирлештиги.
Изилдөөнүн максати гана “hangi geometri daha маалыматmli?” сорусууна йаныт вермек эмес, фирар кенары геометрисинин ротор-статор еткмененшимини ханги акыш меканизмасы аркылуу өзгөртирдигини түшүндүрмөктыр.
Каршылаштырылан үч калак чыкыш кенары
| Модел | Геометри | Изилдөөдаки негизги амач |
|---|---|---|
| М0 | Өзкүн, өзгөртирилмемиш чыкыш кенары | Реферанс перформанс жана акыш аланы |
| М1 | Дөрдүнжү дережеден Бéзиер егрисийле инжелтилмиш чыкыш кенары | Из калыңдыгыны, басынч толкунсыны жана гирдап күмеленмесини азалтмак |
| М2 | Басынч йүзейинде 30 мм йарычаплы йуварлатылмыш чыкыш кенары | Басынч төмөндөөүнү йумушатмак жана маалыматми артырмак |
Сүрөт 3’те үч модельин агла капланмыш чыкыш кенары йакын планлары гөстерилмектедир. М1’ин чыкыш ужу М0’а боюнча белиргин бичимде инжелтилмиш, М2’де исе басынч йүзейинден чыкыша кечиш дагы йуварлак хâле гетирилмиштир.
Дөрдүнжү дережеден Бéзиер геометриси
М1 чыкыш кенары беш контрол ноктасыйла танымланан дөрдүнжү дережеден Бéзиер егрисине негизделет:
\[ B(t)=(1-t)^4P_0+4(1-t)^3tP_1+6(1-t)^2t^2P_2+4(1-t)t^3P_3+t^4P_4,\qquad 0\leq t\leq1 \]
- \(Б(т)\): Егри үзериндеки конуму танымлайан вектөрдүр.
- \(P_0-P_4\): Егринин бичимини белирлейен беш контрол ноктасыдыр.
- \(t\): Егри бойунжа 0 менен 1 арасында өзгөрен өлчөөсууз параметредир.
Таблица 4’те контрол нокталары үчүн 20, 20, -30, 20 жана 20 мм маанилери маалыматлмиштир. Бирок бул маанилерин ики же үч өлчөөлу координат компонентлери айрынтылы бичимде ачыкланмамыштыр. Ошондуктан гөрсел жана учурдагы табло кулланыларак геометри анлашылабилсе де М1 модельинин там CAD бичиминде көз карандысыз катары кайра олуштурулмасы үчүн ек координат билимси герекмектедир.
Капалы девре эксперимент системи
Сүрөт 1’де гөстермененн капалы девре дүзенек; өзгөркен фреканслы мотор, сантрифүж насос, електроманйэтикалык дебиметре, електрикле куманда едмененн вана, сабит басынчлы суу танкы, басынч сенсөрлери жана насос перформанс өлчөө системинден олушмактадыр.
Мотор деври фреканс сүрүжүсүйле контрол едилмиш, деби електроманйэтикалык вана аркылуу өзгөртирилмиш жана мотор гириш гүжү електриксел өлчөөле белирленмиштир. Изилдөөдө маалыматлен негизги өлчөө өзелликлери шөйледир:
| Екипман | Изилдөөдө маалыматлен өзеллик |
|---|---|
| Дегишкен фреканслы мотор | YE2-225S-4, 1,5 кW, 600-2.850 дев/дакика |
| Електроманйэтикалык дебиметре | 3,5-35 м³/саат аралык, йүзде 0,5 тактык |
| Статик басынч сенсөрү | -100 менен 500 кПа аралык, йүзде 0,075 там өлчек догрулугу |
| Акышкан | Темиз суу |
Эксперимент дүзенеги дыш перформанс егрмененрини текшерүүк үчүн пайдаланылган. Басма жогоркулиги жана маалыматм кам көрүүындан суунулан экспериментсел салыштыруу гана М0 жана М2 модельлерини камтыйт. М1 үчүн айны капсамда эксперимент егриси маалыматлмемиштир.
Насоснын физиксел өзелликлери
| Параметре | Сембол | Дегер |
|---|---|---|
| Номинал басма жогоркулиги | \(H_d\) | 14 м |
| Номинал деби | \(Q_d\) | 14 м³/саат |
| Номинал дөнүш хызы | \(n\) | 2.850 дев/дакика |
| Чарк гириш чапы | \(D_1\) | 48 мм |
| Чарк чыкыш чапы | \(D_2\) | 116,6 мм |
| Гириш хазнеси чапы | \(D_{in}\) | 158 мм |
| Чыкыш хазнеси чапы | \(D_{out}\) | 158 мм |
| Дифүзөр жогоркулиги | \(B\) | 10,62 мм |
| Чарк канады саны | \(Z_r\) | 6 |
| Дифүзөр канады саны | \(Z_g\) | 7 |
| Өзгүл хыз | \(n_q\) | 89,6 |
| Дифүзөр гириш ачысы | \(\beta_3\) | 10° |
| Дифүзөр чыкыш ачысы | \(\beta_4\) | 15° |
Сүрөт 2, емиш хазнеси, дөңгөлөк, дифүзөр, насос бошлугу жана чыкыш одасынын хем монте едилмиш хем де патлатылмыш гөрүнүмүнү көрсөтөт. Модел чакан жана орта чоңлүктеки деңиз сиркүласйон же ачык деңиз суу беслеме насосларыны темсил едежек бичимде сечилмиштир.
Хесаплама агы
Чарк жана дифүзөр Турбогрид, дигер акыш хажимлери ICEM кулланыларак түзүлүшландырылмыш хегзагонал клеткалерле агланмыштыр. Дувар йакынындаки бөлгелер, чек ара табакасыны чөзебилмек үчүн йерел катары сыклаштырылмыштыр. Бүтүн акыш аланындаки орталама \(y^+\) маании 5,13 катары кабарланган.
Беш фарклы аг йогунлугу каршылаштырылмыш; басма жогоркулиги, миля гүжү, ексенел куввет жана ашынма халкасы качак дебиси изленмиштир. Йаклашык 4,61 миляйон клеткаден кийин натыйжаларын чоң өлчүде сабитлендиги гөрүлмүш жана кийинки убактылуу талдоолерде бул аг сечилмиштир.
Рижхардсон екстраполасйонуна дайалы Грид Жонвергенже Ындеx талдоои үчүн болжол менен 8,80 миляйон, 4,61 миляйон жана 2,32 миляйон клеткали үч аг пайдаланылган. Изилдөө, сечмененн негизги чыктыларда GCI маанилеринин йүзде 1’ин алтында калдыгыны билдирмектедир.
Белгеде Сүрөт 3’үн башлыгы “аг көз карандысызлыгы текшерүүсы” бичиминде маалыматлмесине рагмен гөрсел есас катары М0, М1 жана М2 чыкыш кенарларынын йакын аг түзүмдөрүны көрсөтөт. Герчек аг көз карандысызлыгы егрмененри кийинки Сүрөт 4’те орун алат.
Акыш денклемлери жана модель кабуллери
Изилдөө тек фазлы, сыкыштырыламаз жана сабит йогунлуклу суу акышыны чөзмектедир. Сыжаклык өзгөрими ихмал едилмиштир.
Күтленин корунуму:
\[ \frac{\partial \rho}{\partial t}+\nabla\cdot(\rho\mathbf{u})=0 \]
Сабит йогунлукта бул денклем:
\[ \nabla\cdot\mathbf{u}=0 \]
бичимине индиргенмектедир.
Моментумун корунуму:
\[ \frac{\partial\mathbf{u}}{\partial t}+(\mathbf{u}\cdot\nabla)\mathbf{u} =\mathbf{f}-\frac{1}{\rho}\nabla p+\nu\nabla^2\mathbf{u} \]
- \(\mathbf{u}\): м/с жинсинден хыз вектөрүдүр.
- \(p\): Па жинсинден статик басынчтыр.
- \(\rho\): кг/м³ жинсинден акышкан йогунлугудур.
- \(\nu\): м²/с жинсинден кинематик вискозитедир.
- \(\mathbf{f}\): бирим күтлейе еткийен гөвде кувветидир.
Түрбүланс үчүн Рейнолдс орталамалы SST \(k-\omega\) модельи пайдаланылган. Модел, дувар йакынындаки айрылмайы жана терс басынч градйенлерини божомол етмек амажыйла түрбүланс кинэтикалык энергияси \(k\) менен өзгүл дагылым хызы \(\omega\) үчүн ики ек ташыма теңдемеси чөзмектедир.
Гечижи CFD айарлары
- Башлангыч чөзүмү: Карарлы CFD сонужу.
- Гириш чек араы: Бир стандарт атмосфер жалпы басынч.
- Чыкыш чек араы: Күтлесел деби чыкышы.
- Rotor-stator арайүзү: Трансиент Ротор Статор ыкмаи.
- Конвексийон терими: Йүксек дережели айрыклаштырма.
- Заман терими: Икинжи дережеден гери Еулер.
- Хер заман адымындаки итерасйон: 20.
- RMS артык йакынсама өлчүтү: \(10^{-5}\).
- Топлам хесаплама: 15 дөңгөлөк деври.
- Фреканс талдоои: Сон алты карарлы дөңгөлөк деври.
Чаркын 2.850 дев/дакикалык хызы санийеде 47,5 девире каршылык гелмектедир. Бир там девир болжол менен 0,02105 санийедир. Сечмененн бир дережелик заман адымы:
\[ \Delta t=\frac{60}{2850\times360}=5,84795\times10^{-5}\ \mathrm{s} \]
катары эсептелген. Буна каршылык гелен мисаллеме фрекансы 17.100 Хз’дир.
Жоурант саны жана заман адымы көз карандысызлыгы
Акышканын бир заман адымында кач клетка узаклугу алдыга жылганын гөстерен Жоурант саны:
\[ Co=\frac{v\Delta t}{\Delta x} \]
бичиминде аныкталган. Бурада \(v\) йерел хыз, \(\Delta t\) заман адымы жана \(\Delta x\) клетка өлчөөудур.
| Чарк ачысы/заман адымы | \(\Delta t\) | Мисаллеме фрекансы | \(Co_{RMS}\) | Орталама басма жогоркулиги | Орталама маалыматм |
|---|---|---|---|---|---|
| 1° | \(5,84795\times10^{-5}\) с | 17.100 Хз | 1,1 | 13,63 м | %72,63 |
| 2° | \(1,16959\times10^{-4}\) с | 8.550 Хз | 2,2 | 13,62 м | %72,55 |
| 4° | \(2,33918\times10^{-4}\) с | 4.275 Хз | 4,4 | 13,58 м | %72,33 |
Ики дережеден бир дережейе кечилдигинде орталама чыктылардаки өзгөрим күчүлдүгү үчүн басынч толкунсы жана гирдап кыймыллерини дагы айрынтылы чөзмек үзере бир дережелик адым сечилмиштир.
Эксперимент жана CFD текшерүүсы
Сүрөт 6’да М0 менен М2 үчүн эксперимент жана CFD басма жогоркулиги-деби жана маалыматм-деби егрмененри каршылаштырылмыштыр. М2’нин төмөн дебиде басма жогоркулигинин М0’дан бир миктар жогорку экени, номинал жана жогорку дебмененрде фаркын күчүлдүгү гөрүлмектедир.
Хем эксперимент хем CFD, М2 маалыматминин инжеленен деби аралыгында М0’дан жогорку экенин көрсөтөт. Ошондой болсо да CFD’де жогорку маалыматм бөлгеси эксперимент сонужуна боюнча болжол менен 2 м³/саат дагы жогорку дебийе каймыштыр.
Изилдөө бул уйуму санысал ыкмаин догруланмасы катары маанилендирмектедир. Бирок:
- Догрулама гана М0 жана М2’йи камтыйт.
- М1 үчүн экспериментсел перформанс егриси гөстерилмемиштир.
- Эксперимент-CFD фарклары үчүн RMSE, ишеним аралыгы же белгисиздик бүтчеси маалыматлмемиштир.
- Графиклерде өлчөө текрарлары же хата чубуклары жок.
Басынч излеме нокталары
Rotor-stator арайүзүндеки басынч аланынын заман жана айланацелла конума боюнча изленебилмеси үчүн чок саныда санысал сенсөр ноктасы аныкталган:
- Чарк чыкышында \(r=58,7\) мм йарычапта 180 нокта.
- Дифүзөр гиришинде \(r=61,3\) мм йарычапта 175 нокта.
- Дифүзөр нокталары арасындаки ачысал месафе болжол менен 2,0571°.
- Чарк жана дифүзөр координатларынын баштапкы чизгмененри арасында 19° фарк.
Сүрөт 7, дөңгөлөк калакларынын жана дифүзөр калакларынын арасындаки халка бичимли арайүзү жана айланайе йерлештирилмиш сенсөр нокталарыны көрсөтөт. Сүрөт 8 исе емме жана басынч йүзейлерине йакын өзел излеме нокталарынын М0, М1 жана М2 геометрмененринде нереде булундугуну салыштырууктадыр.
Таблица 2’де алты дөңгөлөк канады булундугу белиртилмесине рагмен излеме нокталары түшүндүрмөсынын бир бөлүмүнде дөңгөлөк калаклары “Bi1-Bi7” бичиминде йазылмыштыр. Гөрселлер жана ротор фрекансы талдоолери алты дөңгөлөк калектины дестекледиги үчүн бул ифаде документ ичи бир нумараландырма хатасы катары гөрүнмектедир.
Калак кечиш фреканслары
Чарк дөнүш фрекансы:
\[ f_n=\frac{2850}{60}=47,5\ \mathrm{Hz} \]
Алты дөңгөлөк канады себепийле дифүзөр гиришиндеки негизги дөңгөлөк канады кечиш фрекансы:
\[ 6f_n=285\ \mathrm{Hz} \]
Йеди дифүзөр канады себепийле дөңгөлөк чыкышындаки сабит калак еткмененшим фрекансы:
\[ 7f_n=332,5\ \mathrm{Hz} \]
Ошондуктан дөңгөлөк чыкышы спектрумларында \(7f_n,14f_n,21f_n,28f_n\); дифүзөр гиришинде исе \(6f_n,12f_n,18f_n,24f_n\) компонентлери изилденген. Бул фреканслар, алты дөнер калак менен йеди сабит калектин геометрик еткмененшим изидир.
Басынч коэффициентсы
Фарклы бөлгелердеки басынч толкунланмаларыны ортак өлчекте салыштыруук үчүн өлчөөсууз басынч коэффициентсы пайдаланылган:
\[ C_p=\frac{p-\bar{p}}{0,5\rho u_2^2} \]
- \(p\): Анлык статик басынчтыр.
- \(\bar p\): Мисаллеме мөөнөтсиндеки орталама статик басынчтыр.
- \(\rho\): Акышкан йогунлугудур.
- \(u_2\): Чарк чыкышындаки айланацелла хыздыр.
Басынч толкунланмасы зомбулуки
Бир ноктадаки басынч коэффициентсынын убакыт ичиндеки йажылымы стандарттык четтөөйла өлчүлмүштүр:
\[ S_{C_p}=\sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N}\left(C_{p,i}-\bar C_p\right)^2} \]
- \(N\): Басынч өрнеги саныдыр.
- \(C_{p,i}\): и нумаралы өрнегин басынч коэффициентсыдыр.
- \(\bar C_p\): Орталама басынч коэффициентсыдыр.
- \(S_{C_p}\): Йүксек экенинда дагы күчтүү йерел басынч толкунланмасыны көрсөтөт.
\(\Omega\) гирдап танымлама ыкмаи
Хыз градйаны тенсөрү симетрик жана антисиметрик компонентлере бөлүнгөнтыр. Симетрик \(A\) тенсөрү йерел шекил өзгөртирмейи, антисиметрик \(B\) тенсөрү исе дөнме кыймылини темсил етмектедир.
\[ \Omega=\frac{\|B\|_F^2}{\|A\|_F^2+\|B\|_F^2+\varepsilon} \]
- \(\|A\|_F\): Сүрөт өзгөртирме компонентинин Фробениус нормудур.
- \(\|B\|_F\): Дөнме компонентинин Фробениус нормудур.
- \(\varepsilon\): Пайданын сыфыра йаклашмасыны өнлейен чакан дүзкеңдике теримидир.
- \(\Omega>0,5\): Йерел акышын дөнме компонентинин баскын экени бөлге катары йорумланмактадыр.
Бу ыкма, жогорку кайма булунан бирок герчек дөнме чекирдеги олуштурмайан бөлгелер менен гирдап меркезлерини айырт етмейи амачламактадыр.
Бир дөңгөлөк девриндеки дыш перформанс толкунланмалары
Сүрөт 9’да басма жогоркулиги, миля гүжү, маалыматм, насос чыкыш басынжы, дөңгөлөк чыкышы орталама басынжы жана дифүзөр гириш орталама басынжы бир дөңгөлөк деври бойунжа гөстерилмектедир.
Бир девир үчүнде алты ана чеврим гөрүлмектедир; бул саны алты дөңгөлөк канадыйла ылайыкдур. Хер ана онлайннде йеди дагы чакан толкунланма бар; бул түзүлүш сабит дифүзөрүн йеди калектины йансытмактадыр.
Чарк чыкышындаки айланацелла орталама басынч менен миля гүжүнүн толкунланма бичими жана фазы бирбирине йакындыр. Изилдөөжылар бул сонужу, анлык миля гүжүнүн өнемли бөлүмүнүн дөңгөлөк чыкышындаки өзгөркен басынч аланындан еткмененндиги бичиминде чечмелейт.
Чарк чыкышындаки узай-заман басынч аланы
Сүрөт 10’да йатай ексен заман, дүшей ексен дөңгөлөкын айланацелла ачысыдыр. Ренк өлчеги төмөн жана жогорку статик басынжы көрсөтөт.
М0 модельинде калак конумлары бойунжа гениш төмөн басынч чизгмененри жана жогорку басынч градйенлери гөрүлмектедир. М1 жана М2’де калак аркасындаки төмөн басынч бөлгелери белиргин бичимде даралмыштыр.
Карталарда гөрүлен егик басынч шеритлери, сабит дифүзөр калакларынын дөнен дөңгөлөка боюнча багыл кыймылини темсил етмектедир. Йерел максимум басынч дөңгөлөк емме йүзейи менен дифүзөр басынч йүзейинин каршылаштыгы бөлгеде; минимум басынч исе дөңгөлөк басынч йүзейи менен дифүзөр емме йүзейи кесикшиминде олушмактадыр.
М1 жана М2, калак кечиши сырасында олушан басынч төмөндөөүнү азалтарак дөңгөлөк чыкышындаки басынч аланыны дагы хоможен хâле гетирмиштир.
Дифүзөр гиришиндеки узай-заман басынч аланы
Сүрөт 11’де сабит дифүзөр үзериндеки излеме нокталары үчүн бир дөңгөлөк девриндеки басынч кыймыли гөстерилмектедир. Хер ноктада заман догрултусуунда алты, айланацелла догрултуда йеди перийодик түзүлүш бар.
М0’да дөңгөлөк канады бир дифүзөр кечидини сүпүрүркен егик төмөн басынч шеритлери олушмактадыр. М2’де айны генел түзүлүш корунмакла бирликте басынч фаркы күчүлмектедир. М1’де басынч төмөндөөү дагы көп бастырылмыш жана карта чоң өлчүде йатай, дагы дүзкүн басынч бантларына дөнүшмүштүр.
Изилдөөнүн негизги натыйжаларындан бири, чыкыш кенары геометрисинин дөңгөлөк чыкышындан чок дифүзөр гиришиндеки басынч толкунланмасыны өзгөртирмесидир. М1 ен күчтүү, М2 икинжи ен күчтүү бастырма еткисини гөстермиштир.
Бир гана дөңгөлөк кечидиндеки басынч фаркы
Сүрөт 12 жана Сүрөт 13, бир гана дөңгөлөк канады кечидинин емме йүзейинден басынч йүзейине чейин олан басынч дагылымыны көрсөтөт.
| Модел | Ен жогорку-ен төмөн статик басынч фаркы | М0’а боюнча азаюу |
|---|---|---|
| М0 | \(0,51\times10^5\) Па = 51 кПа | Реферанс |
| М1 | \(0,28\times10^5\) Па = 28 кПа | Йаклашык %45,1 |
| М2 | \(0,35\times10^5\) Па = 35 кПа | Йаклашык %31,4 |
М0’даки жогорку басынч тепеси жана төмөн басынч чукуру, кечидин ортасына догру каршылыклы йажыларак жуп тепели бир толкун түзүлүшсы олуштурмактадыр. М1’де типик жуп тепе чоң өлчүде кайболмуш, жогорку жана төмөн басынч толкунларынын йажылымы алсызламыштыр. М2’де толкун түзүлүшсы М0’а бенземейе девам етмекте, бирок генлик жана градйен дагы төмөн калмактадыр.
Чарк чыкышындаки өзел излеме нокталары
Сүрөт 14’те емме йүзейине йакын \(\theta_{i1}\), кечит ортасындаки \(\theta_{i2}\) жана басынч йүзейине йакын \(\theta_{i3}\) нокталары каршылаштырылмыштыр.
М0’да \(\theta_{i1}\) басынжы, \(\theta_{i3}\) басынжындан болжол менен \(0,34\times10^5\) Па, йани 34 кПа жогоркутир. Ики учтаки басынч толкунлары орта ноктайа йажыларак \(\theta_{i2}\)’де жуп тепели бир синйал үретмектедир.
М1’де үч нокта арасындаки фарк белиргин бичимде күчүлмүш, басынч йүзейинден орта бөлгейе йажылан төмөн басынч гана алсыз бир чукур быракмыштыр.
М2’де ана тепе жана дагы чакан экинчи чукур корунмуш, бирок минимум басынч генлиги йүкселдиги үчүн кечит үчүндеки жалпы басынч фаркы азайгантыр. Йуварлатма, өзелликле калектин сон 45°-60° айланацелла бөлүмүндеки ани төмөндөөү дагы йумушак хâле гетирмиштир.
Дифүзөр кечидиндеки басынч йажылымы
Сүрөт 15-17, тек дифүзөр кечидинин емме йүзейи, орта бөлгеси жана басынч йүзейиндеки басынжы көрсөтөт.
М0’да дөңгөлөкын басынч йүзейинден гелен төмөн басынч, дифүзөр кечидинде симетрик В бичимли бир чукур олуштурмактадыр. Йүксек басынч дифүзөрүн басынч йүзейинден емме йүзейине; төмөн басынч исе терс йөнде йажылмактадыр. Ен жогорку жана ен төмөн бөлгелер арасындаки фарк болжол менен \(0,43\times10^5\) Па, йани 43 кПа’дыр.
М1’де хем жогорку басынч тепесинин хем төмөн басынч чукурунун дифүзөр бойунжа йажылмасы белиргин бичимде алсызламыштыр. М2’де түзүлүш М0’а бенземекле бирликте генликлер дагы төмөнтүр.
Заман синйаллеринде М1’ин тепе жана чукур генликлери ен төмөн, М2’нин маанилери исе М0 менен М1 арасындадыр.
Фреканс спектрумлары
Сүрөт 18, тек дөңгөлөк жана дифүзөр кечидинде басынч коэффициентсынын фарклы хармониклердеки генлигини үч өлчөөлу йүзейлер катары көрсөтөт.
Чарк чыкышында:
- М0, \(7f_n\), \(14f_n\), \(21f_n\) жана \(28f_n\) компонентлеринде дүзенли тепе-чукур жуптари үретмиштир.
- М2’нин дагылымы М0’а бенземиш, генликлер гана бир миктар азайгантыр.
- М1’де негизги \(7f_n\) компоненти емме йүзейинден басынч йүзейине догру дагы тек тепели бир түзүлүшйа дөнүшмүштүр.
Дифүзөр гиришинде:
- М0’да \(6f_n\), \(12f_n\), \(18f_n\) жана \(24f_n\) хармониклери белиргиндир.
- М2 бүтүн негизги хармониклерде М0’дан дагы төмөн генлик үретмиштир.
- М1 бүтүн модельлер арасындаки ен төмөн генликлери вермиштир.
- М1’де \(6f_n\) тепесинин конуму кечит ортасындан дифүзөр басынч йүзейине догру каймыштыр.
Изилдөө фреканс генликлерини график аркылуу салыштыруукта, бирок хер хармоник үчүн санысал азалтма йүздеси таблосуу суунмамактадыр.
Насоснын бүтүнүндеки басынч толкунланмасы дагылымы
Сүрөт 19’да \(S_{C_p}\) маании дөңгөлөк орта дүзлеми, меридйен дүзлеми, акыш чизгмененри, дөңгөлөк чыкыш халка йүзейи жана дифүзөр гириш халка йүзейи үзеринде гөстерилмектедир.
Темел егилимлер шөйледир:
- Басынч толкунланмасы дөңгөлөк гиришинден дөңгөлөк чыкышына догру йүкселмектедир.
- Дифүзөрде гириштен чыкыша догру азаюуктадыр.
- Ен күчтүү геометри еткиси дифүзөр гиришинде гөрүлмектедир.
- Чарк гириши жана дифүзөр чыкышындаки етки дагы чектелгендыр.
- М0’да дифүзөр емме йүзейи жана гириш кенары айланасинде жогорку толкунланма бөлгелери олушмактадыр.
- М2 бул бөлгелери азалтмакта, М1 исе дагы күчтүү бичимде бастырмактадыр.
М1’ин дөңгөлөк чыкышындаки белирли йерел ноктада М0’дан дагы жогорку бир \(S_{C_p}\) тепеси олуштурдугу да гөрүлмектедир. Демек М1 бүтүн насос аланындаки хер ноктада толкунланмайы азалтмамыш; генел авантажы өзелликле дифүзөр гиришиндеки критик ротор-статор бөлгесинде ортайа чыкмыштыр.
\(\Omega\) гирдап түзүмдөрү
Сүрөт 20, бир дөңгөлөк девринин \(1/3T\), \(2/3T\) жана \(T\) анларында үч модельин гирдап түзүмдөрүны көрсөтөт. Йапылар түрбүланслы гирдап фрекансыйла ренклендирилмиштир.
М0’да:
- Чыкыш кенары йакынында белиргин гирдап күмелери олушмуштур.
- Гирдап йогунлугу \(2/3T\) анында бүйүмүш жана ротор-статор аралыгына йажылмыштыр.
- Там девир аягында чоң өлчекли кластерленген түзүлүшлар корунмуштур.
М1 жана М2’де:
- Гирдаплар дагы чакан жана парчалы хâле гелмиштир.
- Йүксек йогунлуклу бир гана чоң гирдап бөлгеси дагы аз белиргиндир.
- Гирдаплар ротор-статор аралыгына дагы дүзенли дагылмыштыр.
- М1’ин бастырма еткиси М2’ден дагы күчтүү гөрүнмектедир.
Бу гөрселлер, фирар кенары инжелтилдигинде калын из бөлгесинин жана гирдап бирлешмесинин алсызладыгы йөнүндеки меканизма йорумуну дестеклемектедир. Ошондой болсо да изилдөө жалпы гирдап хажми, орталама \(\Omega\), гирдап энергияси же гирдап өмрү үчүн салыштыруулы санысал бир табло вермемектедир. “En iyi girdap kontrolü” сонужу агырлыклы катары үч өлчөөлу гөрселлерин жана басынч аланыйла бирликте түзүлүшлан сапаттык маанилендирмейе негизделет.
М1 менен М2 айны амажа мы хизмет етмектедир?
Ики тасарым фарклы үстүнлүклере сахиптир:
| Өлчүт | М1 | М2 |
|---|---|---|
| Дифүзөр гиришиндеки басынч толкунланмасы | Ен күчтүү бастырма | М0’дан ийи, М1’ден алсыз |
| Басынч толкунсы йажылымы | Ен көп йумушатма | Белиргин бирок дагы чектелген йумушатма |
| Бүйүк гирдап күмелери | Ен күчтүү парчалама жана дагытма | Белиргин иймененшме |
| Экспериментсел дыш перформанс текшерүүсы | Сунулмамыштыр | М0 менен түздөн-түз каршылаштырылмыштыр |
| Верим | Айрынтылы экспериментсел маани маалыматлмемиштир | Бүтүн дебмененрде өсүш кабарланган |
| Дүшүк дебиде басма жогоркулиги | Айрынтылы экспериментсел натыйжа жок | Хафиф өсүш |
М1 төмөн толкунланма жана туруктуулук мурдаликли бир тасарым; М2 исе маалыматм өсүшы менен толкунланма азалтымыны бирликте максатлейен дагы денгели бир тасарым катары йорумланабилир. Изилдөө бул ики геометринин үретим малийети, дайаныклылык же узак мезгил ерозйон өзелликлерини салыштыруумыштыр.
Енержи жана көмүртекдиоксит хесабы
Йазарлар, М2’нин номинал ноктадаки 0,9-1,2 йүзде балллык маалыматм өсүшыны типик бир 15 кW деңиз насоссына өлчеклендирмиш жана жылда 5.000 саат изилдөө үчүн:
- 900-1.200 кWh/yыл електрик тасарруфу,
- 450-600 кг/жыл ЖО₂ азайышы
билдирмиштир.
900-1.200 кWh/yыл, 5.000 саате бөлүндүгүнде орталама 0,18-0,24 кW дагы төмөн електрик талебине каршылык гелмектедир. Бирок бул сонужун кайра үретмененбилмеси үчүн шу билимлер гереклидир:
- 15 кW мааниинин мотор гириш гүжү мү же хидролик чыкыш гүжү мү экени,
- Башлангыч жана оптимизе едилмиш герчек изилдөө маалыматмлери,
- Насоснын жыл бойунжа ханги деби жана басма жогоркулигинде чалыштыгы,
- Мотор жана сүрүжү маалыматмлери,
- Кулланылан електрик емисйон факторү.
Бу гирдмененр PDF’де айрынтылы катары маалыматлмедиги үчүн энергия жана ЖО₂ маанилери түздөн-түз кайра үретмененбилир бир жашоо дөнгүсү хесабындан чок, тасарымын оласы өлчеклендирилмиш еткисини гөстерен болжол менен бир мисал катары бааланышы керек.
Деңизжилик уйгуламаларына акажыл чарба
Изилдөө, азбилдирилген басынч толкунланмасынын ачык деңиз платформларындаки бору титрешими жана йорулма рискини дүшүребмененжегини; дагы чакан гирдап булаклы кувветлерин суу алтына йажылан гүрүлтүйү азалтабмененжегини; маалыматм өсүшынын исе геми же хибрит деңиз гүч системинин йакыт жана електрик талебини дүшүребмененжегини өне сүрмектедир.
Бунунла бирликте ашагыдаки деңиз кошуллары эксперимент же CFD үчүнде маанилендирилмемиштир:
- Деңиз сууйунун тузлулугу жана йогунлук-вискозите фаркы,
- Корозйон жана йүзей пүрүзлүлүгүнүн заманла артмасы,
- Деңиз жанлысы жабышуусы,
- Кум, торту же парчажыклы акыш,
- Толкун булаклы өзгөркен гириш басынжы жана дебиси,
- Геми йалпа жана йунуслама кыймылинин гириш акышына еткиси,
- Кавитасйон жана нет позитиф емме жогоркулиги,
- Герчек бору хатты титрешими жана акустикалык гүрүлтү өлчөөү,
- Узун мөөнөтли ашынма жана йорулма.
Йазарлар да келечекте деңиз сууйу, толкун булаклы убактылуу акыш жана узак мезгил корозйон экспериментлеринин түзүлүшлмасы геректигини белгилейт.
Изилдөөнүн күчтүү жактари
- Фирар кенары тасарымыны гана маалыматмле эмес, басынч толкунсы жана гирдап меканизмасыйла илишкмененндирмектедир.
- Капалы девре экспериментлер менен замана баглы CFD’йи бирликте кулланмактадыр.
- Там акыш кечишини жана ротор-статор арайүзүнү модельлемектедир.
- Аг көз карандысызлыгы жана заман адымы салыштыруусы суунмактадыр.
- Чарк чыкышы жана дифүзөр гиришине йүзлерже излеме ноктасы йерлештирмектедир.
- Басынжы заман, айланацелла конум жана фреканс аланларында бирликте талдоо етмектедир.
- Тек кечит жана бүтүн айлана талдоолерини өз-өзүнчө суунмактадыр.
- Басынч коэффициентсы стандарттык четтөөсыны үч өлчөөлу йүзейлере актармактадыр.
- \(\Omega\) ыкмаийле гирдап күмеленмесини гөрселлештирмектедир.
- М1 менен М2’нин фарклы тасарым үстүнлүклерини айырмактадыр.
Изилдөөнүн негизги чектелгенлыклары
- Изилдөө укукем маанилендирмесинден кечмемиш бир препринттир.
- Экспериментлер темиз сууйла лаборатувар капалы девресинде түзүлүшлмыштыр.
- Деңиз сууйу, толкун, геми кыймыли жана корозйон кошуллары сынанмамыштыр.
- М1 үчүн M0-M2 деңгэколунда экспериментсел дыш перформанс салыштыруусы суунулмамыштыр.
- М1’ин ен ийи басынч жана гирдап натыйжалары есас катары CFD’йе негизделет.
- Эксперимент-CFD уйуму үчүн сандык хата өлчүтү же белгисиздик бүтчеси маалыматлмемиштир.
- Эксперимент текрарлары, стандарттык четтөөлар жана хата чубуклары гөстерилмемиштир.
- Йалнызжа бир гана насос геометриси жана номинал дөнүш хызы изилденген.
- Басынч меканизмаларынын айрынтылы талдоои есас катары номинал деби кошулундадыр.
- Кавитасйон модельленмемиштир.
- Акышкан-түзүлүш еткмененшими, герчек титрешим жана бору йорулмасы хесапланмамыштыр.
- Су алты гүрүлтүсү түздөн-түз өлчүлмемиштир.
- \(\Omega\) гирдап салыштыруусы үчүн топлу санысал гирдап хажми же энергия метриги маалыматлмемиштир.
- М1 Бéзиер контрол нокталарынын там координат танымы ексиктир.
- Фирар кенары өзгөрүүлигинин структуралык мукавемети маанилендирилмемиштир.
- Үретмененбилирлик, операцияе толерансы жана малийет талдоои жасалган эмес.
- Узун мөөнөтли ерозйон жана ашынма жүрүм-турумы маанилендирилмемиштир.
- Енержи жана ЖО₂ тасарруфу хесабынын бүтүн ара гирдмененри маалыматлмемиштир.
- Белгенин щелочьы шекил баш кийимларында жана калак нумараларында тутарсызлык бар.
Изилдөө нейи дестеклемектедир?
- Калак чыкыш кенары геометрисинин ротор-статор бөлгесиндеки басынч аланыны өзгөртирдигини дестеклемектедир.
- М1 жана М2’нин дөңгөлөк чыкышындаки төмөн басынч бөлгесини даралттыгыны көрсөтөт.
- М1’ин дөңгөлөк кечидиндеки жогорку-төмөн басынч фаркыны М0’а боюнча болжол менен йүзде 45 азалттыгыны көрсөтөт.
- М2’нин айны фаркы болжол менен йүзде 31 азалттыгыны көрсөтөт.
- Фирар кенары оптимизасйонунун дифүзөр гиришиндеки басынч толкунланмасына дөңгөлөк чыкышындакинден дагы күчтүү етки еттигини көрсөтөт.
- М1’ин инжеленен CFD кошулларында ен төмөн дифүзөр гириш толкунланмасыны үреттигини дестеклемектедир.
- М2’нин эксперимент жана CFD’де маалыматми артырдыгыны жана төмөн дебиде басма жогоркулигини хафифче йүкселттигини дестеклемектедир.
- Оптимизе геометрмененрин чоң гирдап күмеленмесини азалттыгыны гөстерен гөрсел акыш канытлары суунмактадыр.
- Басынч толкунсы йажылымы менен гирдап булаклы бозунтулар арасында меканик бир илишки булундугуну дестеклемектедир.
Изилдөө нейи далилдебейт?
- М1 же М2’нин бүтүн деңиз насосларында айны маалыматм өсүшыны саглайажагыны далилдебейт.
- Деңиз сууйу ортамында айны басынч толкунланмасы азайышынын корунажагыны көрсөтпөйт.
- Бору хатты титрешими же йорулма өмрүнүн не чейин өзгөрежегини хесапламамактадыр.
- Су алты гүрүлтүсүнүн өлчөнө турган миктарда азалажагыны далилдебейт.
- Кавитасйон диренжинин иймененштигини көрсөтпөйт.
- М1’ин герчек эксперимент дүзенегинде М2’ден дагы ийи басынч бастырма саглайажагыны түздөн-түз текшерүүмактадыр.
- 900-1.200 кWх тасарруфун белирли бир геми же ачык деңиз тесисинде герчеклешежегини далилдебейт.
- 450-600 кг ЖО₂ азайышынын фарклы електрик же йакыт карышымларында кечерли экенин көрсөтпөйт.
- Инжелтилмиш фирар кенарынын структуралык өмрүнүн йетерли экенин далилдебейт.
Изилдөөнүн Ыкмаи жана Жыйынтыктары
Изилдөө тасарымы
| Компонент | Уйгулама |
|---|---|
| Изилдөө түрү | Капалы девре эксперимент жана замана баглы CFD |
| Акышкан | Темиз суу, тек фазлы жана сыкыштырыламаз |
| Насос | Дифүзөрлү сантрифүж насос |
| Номинал деби | 14 м³/саат |
| Номинал басма жогоркулиги | 14 м |
| Чарк хызы | 2.850 дев/дакика |
| Чарк/дифүзөр калак саны | 6/7 |
| Каршылаштырылан геометрмененр | М0, М1 Бéзиер инжелтме, М2 30 мм басынч йүзейи йуварлатмасы |
| CFD йаклашымы | Замана баглы RANS, SST \(k-\omega\) |
| Rotor-stator арайүзү | Трансиент Ротор Статор |
| Сечмененн аг | Йаклашык 4,61 миляйон түзүлүшландырылмыш клетка |
| Орталама \(y^+\) | 5,13 |
| Заман адымы | Чарк башына 1°, \(5,84795\times10^{-5}\) с |
| Топлам чөзүм мөөнөтси | 15 дөңгөлөк деври |
| Фреканс маалыматси | Сон 6 карарлы девир |
| Чарк чыкышы излеме | 180 айланацелла нокта |
| Дифүзөр гириши излеме | 175 айланацелла нокта |
Модел салыштыруусынын текник өзети
| Чыкты | М0 | М1 | М2 |
|---|---|---|---|
| Чарк кечиди басынч фаркы | 51 кПа | 28 кПа | 35 кПа |
| М0’а боюнча басынч фаркы азайышы | - | Йаклашык %45,1 | Йаклашык %31,4 |
| Дифүзөр гириш толкунланмасы | Ен жогорку | Ен төмөн | Орта |
| Бүйүк гирдап күмеленмеси | Белиргин | Ен күчтүү бастырма | Белиргин бастырма |
| Экспериментсел маалыматм салыштыруусы | Реферанс | Сунулмамыштыр | Бүтүн инжеленен дебмененрде дагы жогорку |
| Дүшүк деби басма жогоркулиги | Реферанс | Экспериментсел маалымат йок | Хафиф өсүш |
| Номинал маалыматм казанжы | Реферанс | Айрынты маалыматлмемиштир | Йаклашык 0,9-1,2 йүзде баллы |
Басынч толкунсы меканизмасынын өзети
- Чарк канады дифүзөр калектина йаклашрасаен арадаки басынч аланы сыкышмактадыр.
- Чарк емме йүзейи менен дифүзөр басынч йүзейи кесикшиминде йерел жогорку басынч олушмактадыр.
- Чарк басынч йүзейи менен дифүзөр емме йүзейи кесикшиминде төмөн басынч олушмактадыр.
- Йүксек жана төмөн басынч бөлгелери кечит бойунжа каршылыклы йажылмактадыр.
- М0’да бул йажылым белиргин тепе-чукур жуптари үретмектедир.
- М2, кечиши йуварлатарак басынч өзгөрим градйенини азалтмактадыр.
- М1, из бөлгесини инжелтерек басынч толкунсы жана гирдап кайнагыны дагы күчтүү бичимде алсызлатмактадыр.
Фреканс аланы табылгалары
| Конум | Темел еткмененшим фрекансы | Физиксел булак | Ен ийи модель |
|---|---|---|---|
| Чарк чыкышы | \(7f_n=332,5\) Хз | Йеди сабит дифүзөр канады | Геометри еткиси дагы чектелген |
| Дифүзөр гириши | \(6f_n=285\) Хз | Алты дөнер дөңгөлөк канады | М1 |
Экспериментсел текшерүүнын чек араы
М2 үчүн эксперимент жана CFD егрмененри бензер генел егилим гөстермиштир. Бул, колдонулган санысал ыкмаин M0-M2 перформанс фаркыны темсил едебилдигини дестеклемектедир. Бирок М1’ин ен ийи басынч бастырма сонужу айны экспериментсел капсамла тастыкталган эмес. Ошондуктан М1 менен илгили натыйжаларын каныт деңгээли, М2’нин дыш перформанс натыйжасындан дагы чок санысал акыш аланына негизделет.
Йайыма жана уйгуламайа хазыр олма маанилендирмеси
Изилдөө, ротор-статор басынч аланыны айрынтылы бичимде чөзмеси жана ики тасарымын фарклы авантажларыны гөстермеси кам көрүүындан күчтүү бир өн изилдөөдыр. М2, учурдагы эксперимент маалыматлери себепийле уйгуламайа дагы йакын бир маалыматм иймененштирме адайыдыр. М1 исе төмөн басынч толкунланмасы жагынан дагы умут маалыматжи гөрүнмекле бирликте айны капсамда прототип жана эксперимент текшерүүсына ихтийач дуймактадыр.
Герчек деңиз уйгуламасы мурдасинде ашагыдаки текшерүүлар гереклидир:
- М1 жана М2’нин айны үретим толерансыйла физиксел прототиплери,
- Деңиз сууйу жана фарклы сыжаклыкларда перформанс,
- Кавитасйон экспериментлери,
- Толкун же геми кыймылини темсил еден убактылуу гириш кошуллары,
- Бору титрешими жана акустикалык гүрүлтү өлчөөлери,
- Узун мезгил корозйон, ерозйон жана структуралык йорулма тестлери,
- Герчек тапшырма профили аркылуу энергия жана емисйон хесабы.
Булак жана Ыкма Ноту
Изилдөөнүн там оригиналдуу ады: Бладе траилинг едге оптимизатион фор диффусер жентрифугал пумпс ин марине апплижатионс: Енханжинг енергй еффижиенжй анд сууппрессинг ротор-статор интеражтион тоwард лоw-жарбон марине пумпинг сйстемс
Йазарлар, PDF’деки сыраларыйла: Хуи Ли; Йуйанг Гуо; Йонг Хан; Жиаxинг Лу; Жунхуи Зханг; Йанг Йанг; Wеидонг Схи; Линг Зхоу.
Еш каткы: PDF’де тең салым же тең биринчи авторлык билимси жок.
PDF’де жооптуу йазарлар: Жиаxинг Лу жана Линг Зхоу.
PDF’де маалыматлен менентишим адреслери: жиаxинглу@маил.xху.еду.жн жана ексик йазылдыгы гөрүлен лингзхоу@ужс.еду.ж. Жиангсуу Университй’нин расмий кайдында Линг Зхоу’нун дареги лингзхоу@ужс.еду.жн формасындадир.
SSRN байланыш автору: Ресмî SSRN жазуу өзетинде Йуйанг Гуо байланыш автору катары листеленмектедир. Бул билим PDF’деки ики жооптуу йазар ишаретийле айны эмес.
Мекеме 1: Сжхоол оф Енергй анд Поwер Енгинееринг, Xихуа Университй, Жхенгду 610039, Жхина.
Мекеме 2: Кей Лабораторй оф Флуид анд Поwер Мажхинерй, Министрй оф Едужатион, Xихуа Университй, Жхенгду 610039, Жхина.
Мекеме 3: Натионал Ресеаржх Жентер оф Пумпс, Жиангсуу Университй, Зхенжианг 212013, Жхина.
Мекеме 4: Сжхоол оф Межханижал Енгинееринг, Нантонг Университй, Нантонг 226019, Жхина.
Мекеме 5: Хефеи Хуасхенг Пумпс &амп; Валвес Жо. Лтд, Хефеи 231131, Жхина.
Мекеме 6: Жоллеге оф Хйдраулиж Сжиенже анд Енгинееринг, Йангзхоу Университй, Йангзхоу 225009, Жхина.
Yazar-мекеме ешлештирмеси: Хуи Ли: 1, 2 жана 5; Йуйанг Гуо: 1 жана 2; Йонг Хан: 1 жана 2; Жиаxинг Лу: 1 жана 2; Жунхуи Зханг: 3 жана 5; Йанг Йанг: 6; Wеидонг Схи: 4; Линг Зхоу: 3.
DOI:10.2139/ссрн.6947172.
Йайын платформу: SSRN.
Ресмî байланыш:SSRN расмий жазуу бетсы.
Йайын жылы: 2026.
Дерги: Укукемли бир дерги сүрүмү тастыкталган эмес.
Өзкүн дерги йайыневи: Бул препринт сүрүмү аркылуу догруланамамыштыр.
Укукемлик абалы: Изилдөө укукем маанилендирмесинден кечмемиштир. PDF’нин хер бетсында “This preprint research paper has not been peer reviewed” эскертүүсы бар.
Булак түрү: Капалы девре темиз суу эксперименти, убактылуу CFD, узай-заман басынч талдоои жана \(\Omega\) гирдап танымламасыны бирлештирен акышкан машиналари жана деңиз мүхендислиги изилдөө препринти.
Финансман: National Natural Science Foundation of China Генерал Програм, 52479089; Кей Прожежт оф Жоинт Фунд фор Регионал Ынноватион анд Девелопмент оф NSFC, U23A20669; Натурал Сжиенже Фоундатион оф Сижхуан Провинже Генерал Програм, 2024NSFSC0214; National Natural Science Foundation of China, 52079058; Кей Лабораторй оф Флуид анд Поwер Мажхинерй Опен Ресеаржх Субжежт, LTDL-2025020.
Чыкар чатышмасы: Йазарлар билинен мали чыкар же изилдөөйы еткмененйебмененжек адамсел илишки булунмадыгыны бейан етмиштир.
Вери еришими: Вермененрин талеп үзерине суунулажагы белгиленген. Ачык маалымат же ачык код депосуу маалыматлмемиштир.
CRediT каткылары: Хуи Ли; булаклар, концептуалдыклаштырма, изилдөө, проже башкарууи, данышманлык жана инжелеме. Йуйанг Гуо; илк таслак, инжелеме-дүзкеңдике, изилдөө, концептуалдыклаштырма, текшерүү жана маалымат дүзкеңдике. Йонг Хан; инжелеме жана изилдөө. Жиаxинг Лу; каржылоо жана ыкма. Жунхуи Зханг, Йанг Йанг жана Wеидонг Схи; изилдөө, маалымат дүзкеңдике жана текшерүү. Линг Зхоу; дүзкеңдике жана бичимсел талдоо.
CRediT гөстерим ноту: PDF’де Хуи Ли үчүн проже башкарууи, Йуйанг Гуо үчүн изилдөө жана текшерүү роллеринин йинеленерек йазылдыгы гөрүлмектедир.
Ичерик хазырлама ыкмаи: Бул Түркче макала йүкленен 39 бетлык PDF’нин тамамы; эксперимент дүзенеги фотографы, насос геометриси, аг гөрселлери, M0-M1-M2 чыкыш кенарлары, аг жана заман адымы таблолары, эксперимент-CFD егрмененри, басынч излеме йерлешими, узай-заман контур карталары, үч өлчөөлу шелале графиклери, заман жана конум синйаллери, фреканс спектрумлары, \(S_{C_p}\) карталары жана \(\Omega\) гирдап гөрселлери бирликте инжеленерек хазырланмыштыр. PDF дышындан илимий табылга екленмемиштир. Дыш текшерүү гана DOI, SSRN байланыш автору жана ексик е-поста дарегинин библийографик догруланмасы үчүн пайдаланылган.
Темел илимий эскертүү: Деңизжилик уйгуламасы иддиалары темиз суу лаборатувар экспериментлери жана тек фазлы CFD’ден түретилмиштир. Герчек деңиз сууйу, толкун булаклы гириш бузулуусы, корозйон, кавитасйон жана узак мезгил саха кошуллары тастыкталган эмес.
Темел экспериментсел эскертүү: Экспериментсел дыш перформанс салыштыруусы М0 жана М2 менен чектелгендыр. М1’ин ен ийи басынч толкунланмасы жана гирдап контролү сонужу түздөн-түз айны капсамда экспериментсел катары гөстерилмемиштир.
Енержи жана емисйон эскертүүсы: 900-1.200 кWh/yыл жана 450-600 кг ЖО₂/жыл маанилери йазарларын 15 кW жана 5.000 саат/жыл божомолыйла вердиги болжол менен масштабдоолердир. Башлангыч маалыматми, тапшырма профили жана емисйон факторү айрынтылары маалыматлмедиги үчүн натыйжалар PDF’деки билимлерле там катары кайра үретмененмемектедир.
Белге тутарлылыгы эскертүүсы: М1 контрол нокталарынын там координатлары ачыкланмамыштыр. Сүрөт 3’үн башлыгы ичеригийле там ылайык эмес. Чарк канады саны таблода алты олмасына рагмен бир метин бөлүмүнде Bi1-Bi7 ифадеси пайдаланылган. Линг Зхоу’нун е-поста дареги PDF’де ексик гөрүнмектедир.

Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген