Дослiджуються процеси в замкненому об'ємi шестеренного насоса, який утворюється внаслiдок особливостей геометрiї евольвентного зачеплення, якi властивi насосам даного типу. В рiдинi, що знаходиться в замкненому об'ємi, при обертаннi шестерень виникає ряд складних гiдродинамiчних процесiв. Внаслiдок змiни величини замкненого об'єму вiдбувається компресiя рiдини, а також розрiдження. При зниженнi тиску в рiдинi нижче рiвня тиску насиченої пари в нiй виникає кавiтацiя. Крiм того, внаслiдок обертання шестерень виникає вихровий рух рiдини, що призводить до появи вихорiв, в центрi яких вiдбувається зниження тиску, тобто вихори є потенцiйними зародками кавiтацiї. Високошвидкiсна вiдеофiксацiя дозволила детально розглянути процес виникнення та росту кавiтацiйних явищ в замкненому об'ємi, дослiдити динамiку деформацiї кавiтацiйної бульбашки та каверни, що утворюються в замкненому об'ємi. За результатами обробки отриманих пiд час дослiджень кiнограм були отриманi залежностi, що показують характер змiни розмiру кавiтацiйної бульбашки та каверни. Отриманi залежностi мають нелiнiйний характер та точку екстремуму. Екстремум на графiку за часом спостерiгається пiсля розкриття замкненого об'єму, тобто потрiбен деякий час (близько 0,3 мс) для зростання тиску в мiжзубнiй западинi. Причому екстремум спостерiгається майже одночасно, як для деформацiї каверни, так i для деформацiї окремої бульбашки. Радiус бульбашки в рiдинi залежить вiд окремих факторiв, а саме, властивостей рiдини та значення тиску, для розрахунку якого можна скористатися наведеними у роботi залежностями вiдповiдно до умов виникнення кавiтацiї Ключовi слова: шестеренний насос, замкнений об'єм, вихор, вiдеофiксацiя, кавiтацiя, кавiтацiйна бульбашка
This paper investigates the influence of hydrodynamic conditions for entering the initial section of the channel located after local obstacles of various types. It is shown that the head losses in the valves and bends of pipelines and in various control elements can be several times higher than those in straight sections of the pipeline. It was established that the assumption about the rectangular shape of the velocity diagram at the entrance to the hydrodynamic initial section does not correspond to the flow pattern in real channels of technological equipment. It is proved that with the manifestation of inertia forces in the flow at the initial section of the channel, hydrodynamic energy losses usually increase, velocity and stress fields are significantly deformed. Given this, it seemed expedient to conduct a study into the processes of flow of viscous liquids in the initial section, located after local obstacles of various types. Experimental and analytical studies have confirmed that there is a significant influence of boundary conditions at the entrance to the initial section on the formation of velocity diagrams and energy loss along its length. The analytical-numerical solution to the system of differential equations describing such flow is given. While solving, the system of equations, by appropriate transformations, takes the form of a nonlinear integral-differential equation. This makes it possible to obtain correct dependences for determining the length of the velocity distribution and energy loss in the investigated section of the channel. The results of calculations of velocity fields in the region of local obstacles agree well with known ideas of the flow pattern, which is observed in physical experiments and the results of analytical solutions. The quantitative difference in results ranges within 12–20 % depending on the Reynolds number. Thus, there is reason to assert that the results of studies reported here could be the basis for devising a procedure of hydrodynamic calculation aimed at structural and operational improvement of existing and designed technological equipment.
Мета дослідження – розкриття особливостей роботи гідравлічного мультиплікатора тиску. Побудова математичної моделі, огляд принципових схем, наявних на ринку зразків. Оскільки основною задачею мультиплікатора є підвищення тиску, то при побудові моделі обов’язково необхідно враховувати стискуваність рідини. Іншим фактором, що впливає на ефективність роботи мультиплікатора є швидкодія клапанів, які в ньому застосовуються, та їх характеристики, зокрема коефіцієнт витрати. Наукова новизна полягає в описі існуючих мультиплікаторів, методика опису яких є уніфікованою. Дослідження роботи мультиплікатора в складі гідравлічної системи відбувається за рахунок комп’ютерного математичного моделювання функціонування пристрою в складі гідравлічної системи. Ці дослідження мають прикладне значення в розробці та проектування майбутніх пристроїв. The purpose of the study is to reveal the features of the hydraulic pressure multiplier. Construction of a mathematical model, review of schematic diagrams available on the market of samples. Since the main task of the multiplier is to increase the pressure, it is necessary to take into account the compressibility of the liquid when the model is built. Another factor that affects the efficiency of the multiplier is the speed of the valves used in it, and their characteristics, in particular the flow rate. The scientific novelty is in the description of existing multipliers, the method of description of which is unified. The study of the multiplier in the hydraulic system is due to computer mathematical modeling of the operation of the device in the hydraulic system. These studies are of practical importance in the development and design of future devices.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.