Experimental and numerical study of pressure intensity in detachable joints of D series pumps

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorRudenko, A. A.
dc.contributor.authorZubko, V. M.
dc.contributor.authorKhvorost, V. F.
dc.contributor.authorLysenko, A. A.
dc.date.accessioned2022-05-18T12:43:04Z
dc.date.available2022-05-18T12:43:04Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe object of study is a single-stage double-suction axially split volute casing centrifugal pump. Background. In the design process of pumps, the problems associated with ensuring the tightness of the axial joint of a pump casing being under the effect of mechanical and temperature loads, are being solved. During the study of axial joint tightness, numerical calculation methods are used to estimate the pressure intensity on the contacting surfaces. A detachable joint under the external load satisfies the criterions of the tightness if the pressure intensity on the sealing surfaces is higher than values of the specific pressure prescribed by regulations. However, inability to experimentally determine the pressure intensity on the contacting surfaces has so far prevented to assess the accuracy of results obtained by the numerical calculation methods. Objective. In order to verify the numerical results obtained by mathematical models, an experiment was carried out using a special Prescale film that registers the magnitude of the contact pressure on the joint of the specimen model of the flange fragment. Based on the experimental results, an analysis of the pressure intensity distribution was conducted. Methods. To conduct the experiment, there was developed a method for determining the pressure intensity on the contacting surfaces according to the proposed scheme of the specimen of the flange fragment. Results. A comparative analysis of the solving results obtained for the contact problem on the finite-element models of the flange fragment and the zone of the pump casing joint in the discharge chamber area showed a good coincidence of the results. Analysis of results obtained experimentally on the specimen of flange fragment and results of the numerical calculation on the flange fragment model also showed a good agreement. Conclusions. Therefore, results of the calculation of the pressure intensity in the detachable joints on mathematical models have been experimentally confirmed.uk
dc.description.abstractruОбъектом исследований является центробежный одноступенчатый насос двустороннего входа спирального типа с горизонтальным разъемом корпуса. Проблема. В процессе проектирования решается проблема герметичности горизонтального разъема корпуса насоса, находящегося под действием высокого давления и температуры. При исследовании герметичности горизонтального разъема используются численные методы расчета, позволяющие оценивать интенсивность давления на контактирующих поверхностях. Разъемное соединение, находящееся под действием внешней нагрузки, удовлетворяет критериям герметичности, если интенсивность давления на уплотняемых поверхностях выше значений удельного давления, установленных нормативными документами. Однако отсутствие возможности экспериментального определения интенсивности давления на контактирующих поверхностях не позволяло до настоящего времени оценить точность результатов, получаемых численными методами расчета. Цель исследования. С целью верификации численных результатов, полученных на математических моделях, был проведен эксперимент с использованием специальной пленки Prescale, фиксирующей величину контактного давления на разъеме образца модели фрагмента фланца. По результатам эксперимента проведен анализ распределения интенсивности давления. Методика реализации. Для проведения эксперимента была разработана методика определения интенсивности давления на контактирующих поверхностях по предложенной схеме образца фрагмента фланца. Результаты исследования. Сопоставительный анализ результатов решения контактной задачи на конечно-элементных моделях фрагмента фланца и участка разъема корпуса насоса в области напорной полости показал хорошее совпадение результатов. Анализ результатов, полученных экспериментально на образце фрагмента фланца, и результатов численного расчета на модели фрагмента фланца также показал хорошее совпадение. Выводы. Таким образом, получено экспериментальное подтверждение результатов расчета интенсивности давления в разъемных соединениях на математических моделях.uk
dc.description.abstractukОб’єктом дослідження є відцентровий одноступеневий насос двостороннього входу спірального типу з горизонтальним роз’ємом корпуса. Проблема. У процесі проектування насосів вирішується проблема герметичності горизонтального роз’єму корпуса насоса, що знаходиться під дією високого тиску та температури. При дослідженні герметичності горизонтального роз’єму використовуються чисельні методи розрахунку, що дозволяють оцінювати інтенсивність тиску на поверхнях, що контактують. Роз’ємне з’єднання, що знаходиться під дією зовнішнього навантаження, задовольняє критеріям герметичності, якщо інтенсивність тиску на ущільнювальних поверхнях буде вище значень питомого тиску, встановлених нормативними документами. Однак відсутність можливості експериментального визначення інтенсивності тиску на поверхнях, що контактують, не дозволяло до теперішнього часу оцінити точність результатів, отриманих за допомогою чисельних методів розрахунку. Мета дослідження. З метою верифікації чисельних результатів, отриманих на математичних моделях, було проведено експеримент із використанням спеціальної плівки Prescale, яка фіксує величину контактного тиску на роз’ємі зразка моделі фрагмента фланця. За результатами експерименту проведено аналіз розподілу інтенсивності тиску. Методика реалізації. Для проведення експерименту була розроблена методика визначення інтенсивності тиску на контактуючих поверхнях за запропонованою схемою зразка фрагмента фланця. Результати дослідження. Порівняльний аналіз результатів вирішення контактної задачі на кінцево-елементних моделях фрагмента фланця та ділянки роз’єму корпусу насоса в області напірної порожнини показав гарний збіг результатів. Аналіз результатів, отриманих експериментально на зразку фрагмента фланця, і результатів чисельного розрахунку моделі фрагмента фланця також показав хороший збіг. Висновок. Таким чином отримано експериментальне підтвердження результатів розрахунку інтенсивності тиску в роз’ємних з’єднаннях на математичних моделях.uk
dc.format.pagerangeP. 153-164uk
dc.identifier.citationExperimental and numerical study of pressure intensity in detachable joints of D series pumps / A. A. Rudenko, V. M. Zubko, V. F. Khvorost, A. A. Lysenko // Mechanics and Advanced Technologies. – 2021. – No. 2. – С. 153-164. – Бібліогр.: 11 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2021.5.2.245536
dc.identifier.orcid0000-0001-7267-4555uk
dc.identifier.orcid0000-0002-2426-2772uk
dc.identifier.orcid0000-0002-5382-2492uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/47416
dc.language.isoenuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceMechanics and Advanced Technologies, 2021, Vol. 5, No. 2uk
dc.subjectpressure intensityuk
dc.subjecttensometric filmuk
dc.subjectmain jointuk
dc.subjectlocalized zoneuk
dc.subjectspecimen of flange fragmentuk
dc.subjectreference zoneuk
dc.subjectnumerical simulation of stressesuk
dc.subjectmembrane stressesuk
dc.subjectexperimental simulationuk
dc.subjectresults verificationuk
dc.subjectінтенсивність тискуuk
dc.subjectтензометрична плівкаuk
dc.subjectголовний роз’ємuk
dc.subjectлокальна зонаuk
dc.subjectзразок фрагмента фланцівuk
dc.subjectхарактерна зонаuk
dc.subjectчисельне моделювання напруженьuk
dc.subjectмембранні напруженняuk
dc.subjectекспериментальне моделюванняuk
dc.subjectверифікація результатівuk
dc.subjectинтенсивность давленияuk
dc.subjectтензометрическая пленкаuk
dc.subjectглавный разъемuk
dc.subjectлокальная зонаuk
dc.subjectобразец фрагмента фланцевuk
dc.subjectхарактерная зонаuk
dc.subjectчисленное моделирование напряженийuk
dc.subjectмембранные напряженияuk
dc.subjectэкспериментальное моделированиеuk
dc.subjectверификация результатовuk
dc.subject.udc621.67+539.411uk
dc.titleExperimental and numerical study of pressure intensity in detachable joints of D series pumpsuk
dc.typeArticleuk

Файли

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 5, No. 2