В настоящий момент отсутствует однозначная методика гидродинамического моделирования процесса кавитации лопастного насоса и определения коэффициентов Шнерра-Сауэра с использованием модели многофазного течения «Volume of fluid method, (VOF)» для лопастных насосов с боковым кольцевым подводом. Цель статьи – проверить границы применимости модели Шнерра-Сауэра при расчете частных характеристик центробежного насоса на различных подачах. Объектом исследования выступал лопастной консольный насос с боковым кольцевым подводом и рабочим колесом с пятью лопастями. В ходе работы определялось значение кавитационного запаса при подаче 120 кубометров в час и при подаче в 85 кубометров в час экспериментальным методом. Экспериментальное определение кавитационного запаса проводилось согласно требованиям ГОСТ 6134-87. Кавитация в насосе достигалась путем снижения давления на всасывании при помощи вакуум-насоса. Также NPSH определялся методом гидродинамического моделирования. В ходе гидродинамического моделирования использовалась многофазная модель «Volume of fluid method, (VOF)» и кавитационная модель «Scherr-Sauer cavitation», подбор коэффициентов Шнерра-Сауэрав проводился для подачи (120 м3/ч), верификация по режиму недогруза насоса (85 м3/ч). Итогом работы являются полученные значения кавитационного запаса и графики частных кавитационных характеристик исследуемого насоса при подаче 120 кубометров в час и при подаче в 85 кубометров в час, полученные в ходе эксперимента и в ходе CFD моделирования, значения коэффициентов Шнерра-Сауэра и выводы по использованию этой модели.
At the moment, there is no unambiguous method for hydrodynamic modeling of the cavitation process of a vane pump and determining the Schnerra-Sauer coefficients using the multiphase flow model «Volume of fluid method (VOF)» for vane pumps with lateral annular supply. The purpose of the article is to test the limits of the applicability of the Schnerr–Sauer model in calculating the partial characteristics of a centrifugal pump at various feeds. The object of the study was a vane cantilever pump with a lateral annular supply and an impeller with five blades. During the work, the value of the cavitation reserve was determined when feeding 120 cubic meters per hour and when feeding 85 cubic meters per hour by an experimental method. The experimental determination of the cavitation reserve was carried out in accordance with the requirements of GOST 6134-87. Cavitation in the pump was achieved by reducing the suction pressure using a vacuum pump. NPSH was also determined by hydrodynamic modeling. In the course of hydrodynamic modeling, the multiphase model «Volume of fluid method (VOF)2 and the cavitation model «Scherr-Sauer cavitation» were used, the selection of Scherr-Sauer coefficients was carried out for supply (120 m3/h), verification according to the underload mode of the pump (85 m3/h). The result of the work is the obtained values of the cavitation reserve and graphs of the partial cavitation characteristics of the pump under study at a supply of 120 cubic meters per hour and at a supply of 85 cubic meters per hour, obtained during the experiment and during CFD modeling, the values of the Schnerr-Sauer coefficients and conclusions on the use of this model.