Введение. 
Расчет напряженно-деформированного состояния шнека конденсатного электронасосного агрегата КЭНА 1250-250

Конденсатный электроагрегатный агрегат КЭНА 1250−250 второй ступени предназначен для перекачивания отработанного конденсата в третьем контуре энергоблока с реакторной установкой БН-800 Белоярской АЭС.

Одним из основных требованием, предъявляемым к конденсатным насосам, является надежная, долговечная работа в условиях наличия частичной кавитации.

Надежная работа КЭНА 1250 — 250 обеспечивается за счет применения шнека, обладающего высокими антикавитационными качествами и достаточным запасом по прочности.

Задачей данной работы было определение напряжений и деформаций в лопастной системе (ЛС) шнека, а также наличия обратного влияния деформации на характеристику шнека.

шнек деформация конденсатный лопастной.

Определение физической модели

Во время работы насоса на лопасти шнека действуют центробежная сила инерции и подъемная сила, возникающая от перепада давления обусловленного наличием циркуляции вектора скорости вокруг профиля лопасти. Под действием этих сил в теле лопастей возникают напряжения и деформации, величины которых должны определять физическую модель расчета шнека на прочность.

Если деформации лопастей значительны, то неизбежно изменение структуры потока в проточной части шнека, и, следовательно, его характеристики.

Отсюда возникают два подхода к решению данной задачи:

• 1) Метод расчета с односторонним интерфейсом;
• 2) Метод расчета с двусторонним интерфейсом (FSI — fluid solid interface).

Первый подход предполагает решение задачи прочности на основе результатов расчета течения в проточной части. То есть одним из исходных данных для расчета на прочность является распределение давления по поверхностям ЛС шнека. Его использование обоснованно, если деформации ЛС незначительны. Этот метод является менее трудоемким и ресурсоемким.

Второй подход предполагает совместное решение задачи прочности и гидродинамики. То есть результаты расчета гидродинамики (в нашем случае распределение давления по лопастям и втулке шнека) также как и в методе 1 являются одним из граничных условий для расчета на прочность, однако после выполнения расчета на прочность происходит изменение геометрии проточной части в соответствии с полученными деформациями. И расчет гидродинамики выполняется заново с измененной расчетной сеткой. Данный процесс осуществляется итерационным путем до достижения требуемых значений критериев сходимости. Этот метод является более трудоемким и ресурсоемким, но физическая модель более приближена к реальности.