Сокирко Ксения Николаевна – аспирант, ассистент кафедры «Гидромеханика и транспортные машины»
644050, г. Омск, пр. Мира, д. 11
Ksenia N. Sokirko – Postgraduate student, Assistant of the Hydromechanics and Transport Machines Department
11, Prospekt Mira, Omsk, 644050
Павлюченко Евгений Александрович – канд. техн. наук, доц. кафедры «Гидромеханика и транспортные машины»
644050, г. Омск, пр. Мира, д. 11
Scopus Author ID: 55956907000
Researcher ID: N-4395-2013
Pavliuchenko Evgenii A. – Cand. of Sci., Associate Professor of the Hydromechanics and Transport Machines Department
11, Prospekt Mira, Omsk, 644050
Scopus Author ID: 55956907000
Researcher ID: N-4395-2013
Лысенко Евгений Алексеевич – канд. техн. наук, доц. кафедры «Гидромеханика и транспортные машины»
644050, г. Омск, пр. Мира, д. 11
Scopus Author ID: 57190747837
Researcher ID: KEI-1385-2024
Lysenko Evgeny A. – Cand. of Sci., Associate Professor of the Hydromechanics and Transport Machines Department
11, Prospekt Mira, Omsk, 644050
Scopus Author ID: 57190747837
Researcher ID: KEI-1385-2024
Введение. Одним из перспективных способов уменьшения динамических нагрузок при работе гидравлических кран-манипуляторных установок является использование гидродиодов. В гидравлических системах, работающих при высоких скоростях рабочей жидкости, в гидродиоде могут возникнуть кавитационные явления, которые сопровождаются повышенным шумом и вибрацией и могут привести к разрушению гидродиода, что недопустимо. В работе проведено сравнение результатов расчета течения жидкости в проточной части вихревого гидродиода с учетом кавитационных явлений и без учета кавитационных явлений с результатами исследовательских испытаний. Представлен анализ влияния кавитации на рабочие процессы в вихревом гидродиоде для кран-манипуляторных установок.Материалы и методы. Для изучения рабочих процессов, происходящих в рабочей камере вихревого гидродиода, были созданы модели вычислительной гидродинамики (CFD) с использованием кода FLUENT CFD. Для моделирования течения жидкости в проточной части вихревого гидродиода использовался коммерческий CFD-код ANSYS FLUENT.Результаты. В работе проведена верификация результатов численного эксперимента с результатами исследовательских испытаний, а также количественный и качественный анализ влияния кавитации на рабочие процессы вихревого гидродиода.Обсуждение и заключение. Установлено, что значения давления и диодности при расчетах с учетом кавитации и без учета кавитации практически не отличаются, таким образом, влияние кавитации при числах Рейнолдса Re<30000 не оказывают существенного влияния на количественные значения параметров вихревого гидродиода и модуль расчета кавитации можно не использовать. Однако при более высоких значениях чисел Рейнолдса в рабочей полости вихревого гидродиода появляются кавитации, и расчетные значения параметров гидродиода без учета кавитации и с учетом кавитации существенно отличаются. Следовательно, при расчете высокоскоростных течений необходимо использовать модуль расчёта кавитации. Проведенный анализ влияния кавитации на рабочие процессы вихревого гидродиода показал, что при прямом направлении течение кавитация несущественно оказывает влияние на параметры гидродиода и место ее образования – верхнюю входную область тангенциальной камеры. При обратном направлении потока кавитации оказывают существенное влияние на картин течения жидкости в вихревом гидродиоде. Кавитация охватывает практически весь входной объем радиальной трубки и частично захватывает центральную часть вихревой камеры.
Introduction. One of the promising ways to reduce dynamic loads during operation of hydraulic crane manipulator installations is the use of hydrodiodes. In hydraulic systems operating at high speeds of the working fluid, cavitation phenomena may occur in the hydrodiode, which are accompanied by increased noise and vibration, and may lead to the destruction of the hydrodiode, which is not acceptable. The paper compares the results of calculating the flow of liquid in the flow part of a vortex hydrodiode, taking into account cavitation phenomena and without cavitation phenomena, with the results of research tests. The analysis of the effect of cavitation on the working processes in a vortex hydrodiode for crane manipulator installations is presented.Materials and method. Computational fluid dynamics (CFD) models using the FLUENT CFD code to study the working processes occurring in the working chamber of a vortex hydrodiode were developed. The commercial CFD code ANSYS FLUENT to simulate the flow of liquid in the flow part of a vortex hydrodiode was used.Results. The paper verifies the results of a numerical experiment with the results of research tests. A quantitative and qualitative analysis of the effect of cavitation on the working processes of a vortex hydrodiode has been carried out.Discussion and conclusion. It has been found that the values of pressure and diode in calculations taking into account cavitation and without cavitation practically do not differ, thus, the effect of cavitation at Reynolds numbers Re<30000 does not significantly affect the quantitative values of the parameters of the vortex hydrodiode and the cavitation calculation module can not be used. However, at higher values of the Reynolds numbers, cavitation appears in the working cavity of the vortex hydrodiode and the calculated values of the parameters of the hydrodiode without cavitation and taking cavitation into account differ significantly. Therefore, when calculating high-speed flows, it is necessary to use the cavitation calculation module. The analysis of the effect of cavitation on the working processes of a vortex hydrodiode showed that in the forward direction of the flow, cavitation does not significantly affect the parameters of the hydrodiode and the place of its formation, the upper inlet region of th tangential chamber. In the opposite direction of flow, cavitation has a significant effect on the pattern of fluid flow in the vortex hydrodiode. Cavitation covers almost the entire inlet volume of the radial tube and partially captures the central part of the vortex chamber
The authors declare that there are no conflicts of interest present.