تاثیر فاصله پروانه و حلزونی الکتروپمپ شناور بر مشخصه‌های پمپ

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

جریان درون یک الکتروپمپ شناور گریز از مرکز شبیه‌سازی شده است. هدف این پژوهش یافتن تاثیر تغییر فاصله محوری بین پروانه و حلزونی بر عملکرد پمپ می‌باشد. جریان درون پروانه و حلزونی پمپ به صورت عددی با نرم افزار Fluent شبیه‌سازی شده است. روش عددی حجم محدود به همراه مدل آشفتگیK-ω SST برای حل عددی جریان مورد استفاده قرار گرفته است. برای سنجش نتایج شبیه‌سازی، مقادیر هد، توان و راندمان در حالت فاصله پیش فرض طراحی، محاسبه و با یک معادله تجربی و نیز نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. سپس، در پنج فاصله محوری دیگر شبیه‌سازی انجام و تاثیر تغییر فاصله محوری بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش فاصله پروانه از حلزونی هر سه مشخصه هد، توان و راندمان دچار کاهش خواهند شد، به نحوی که با افزایش فاصله از 5/0 تا 5 میلی‌متر، سبب کاهش 33 درصدی هد، 18 درصدی توان و 20 درصدی راندمان نسبت به حالت اولیه می‌شود. همچنین تاثیر تغییرات فاصله محوری بر گردابه‌های ایجاد شده در سیال عبوری از پروانه و نیز نیروی محوری وارد شده بر پروانه محاسبه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Wall J., Improvement of Efficiency in a Submersible Pump Motor, MSc. Thesis, Dublin city university, 2008.
[2]  Takacs G., Electrical Submersible Pumps Manual, Gulf Professional Publishing, Burlington, 2009.
[3]  Caridad J. and Kenyery F., CFD Analysis of Electric Submersible Pumps (ESP) Handling Two-Phase Mixtures. Journal of  Energy Resources Technology, vol. 126, pp. 99-104, 2004.
[4]  احقاقی ب.، کوزه‌گر غیاثی ک. و وجدی م.، بررسی تاثیر تعداد پره ها بر روی عملکرد پمپ گریز از مرکز، مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، شماره پیاپی 85 ، ج. ٤٨ ، ش. 4، ص. 39-46، 1397.
[5]  شجاعی فرد م.، طحانی م.، احقاقی ب.، بگلری م.،‌ فلاح ه. و سلیمیان ریزی ب.، بررسی عددی و تجربی اثر هندسه چرخ متحرک بر عملکرد پمپ گریز از مرکز هنگام پمپاژ روغن، مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، شماره پیاپی 63،  ج. 42، ش. ٣، ص. 33-43، 1391.
[6]  Sun D. and Prado M., Single-Phase Model for Electrical Submersible Pump (ESP) Head Performance. Journal of Society of Petroleum Engineers, vol. 11,  pp. 80-88, 2006.
[7]  احقاقی ب.، کوزه‌گر غیاثی ک. و وجدی م.، تاثیر تغییر هندسه پروانة پمپ گریز از مرکز در پدیده کاویتاسیون، مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز،  شماره پیاپی ٨٤ ، ج. ٤٨ ، ش. ٣، ص. 9-18، 1397.
[8]  Ozturk A., Aydin K., Sahin B. and Pinarbasi, A., Effect of impeller- diffuser gap ratio in a centrifugal pump. Journal of Scientific & Industial Research, vol. 68, pp. 203-213, 2009.
[9]  Stel H., Sirino T., Ponce F.J., Chiva S. and Morales R.E.M., Numerical investigation of the flow in a multistage electric submersible pump. Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 136, pp. 41-54, 2015.
[10]             Currie I.G., Fundamental Mechanics of Fluids, CRC Press, New York, 2012.
[11]              حیدری‌نژاد ق،. مقدمه ای بر توربولانس. دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 1388.
[12]             Fluent, ANSYS Fluent Theory Guide, Release 15, 2013.
[13]             Gülich J.F., Centrifugal Pumps. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014.
[14]             Wu J.Z., Ma H.Y. and Zhou M.D., Vorticity and Vortex Dynamics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006