Расчет характеристики перистальтического насоса с учетом неровностей на внутренней поверхности рабочего органа

Во введении работы представлен краткий обзор литературы, посвященной миниатюрным перистальтическим насосам, а также исследованиям влияния шероховатости при ламинарном режиме течения в микроканалах. Представленная методика расчета характеристики насоса основана на использовании уравнения Бернулли и представлении участков рабочего органа насоса с неровностями как местных гидравлических сопротивлений. Потери в этих участках выражены через эквивалентную длину, которая была рассчитана проведением численных экспериментов в программе STAR-CCM+. Как показали численные эксперименты, эквивалентная длина таких участков является функцией числа Рейнольдса и геометрических параметров неровностей поверхности рабочего органа насоса. Для расчетов были выбраны осесимметричные неровности, профиль которых имеет форму равнобедренных треугольников и прямоугольных треугольников. Расчет для неровностей в форме прямоугольных треугольников проводился таким образом, что при течении жидкости в сторону напорного трубопровода они представляли собой повторяющиеся конфузоры и внезапные расширения, а при течении в обратном направлении - диффузоры и внезапные сужения. Численный расчет показал, что в таком случае потери энергии при течении в обратном направлении получаются больше, но только при определенных геометрических параметрах неровностей. Считалось, что неровности есть только в начале и в конце рабочего органа насоса (трубки), а в области сжатия поверхность гладкая. В результате расчетов были построены напорные характеристики как для трубки насоса без участков с неровностями, так и с этими участками. Полученные с использованием предложенной методики результаты показали достаточно хорошее совпадение с результатами численных экспериментов.

перистальтический насос, ламинарное течение, вычислительная гидродинамика, местные гидравлические сопротивления, местные гидравлические сопротивления