تاثیر تغییر هندسه پروانۀ پمپ گریز از مرکز در پدیده کاویتاسیون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

کاربرد فراوان پمپ­های گریز از مرکز در صنایع مختلف موجب شده است تا افزایش کارایی این پمپ­ها مورد توجه قرار گیرد. پدیده کاویتاسیون یکی از مشکلات اساسی در عملکرد پمپ­های گریز از مرکز می­باشد. تغییر هندسه­ی ورودی پمپ­های گریز از مرکز می­تواند راه حلی برای کاهش وقوع کاویتاسیون در مکش پروانه گردد. بدین منظور، جریان در پروانه و حلزونی پمپ به صورت عددی با نرم افزار سی اف ایکس شبیه سازی شده است. روش عددی حجم محدود به همراه مدل آشفتگی کا-امگا-اس اس تی برای تحلیل عددی مورد استفاده قرار گرفته است. جریان در پروانه و حلزونی به ترتیب با دستگاه مختصات چرخان و ساکن تحلیل شده است و نتایج با رابط روتور ایستا به یکدیگر کوپل شده اند. موقعیت­های مختلف ورودی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. منحنی هد - دبی پمپ شبیه سازی شده با مدل واقعی پمپ 200-65 شرکت پمپیران مقایسه شده است. خطای عددیِ پایین، اطمینان از نتایج حاصل را افزایش داده است. نتایج نشان می­دهد برخی هندسه­های ورودی پروانه پمپ موجب بهبود عملکرد کاویتاسیونی پمپ با کاهش جزئی هد پمپ شده است.

کلیدواژه‌ها


[1]     Van Esch B. P. M., Simulation of three-demensional unsteady flow in hydraulic pumps. University of Twente,
ch.1, pp. 9-10, 1997.
[2]     طحانی م.، بررسی تجربی و عددی اثر تغییرات هندسه پره بر عملکرد پمپ سانتریفوژ. رساله دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران، 1391.
[3]     Karassik I. J., Messina J. P., Cooper P., Heald C. C., Pump handbook, Vol. 3, New York, McGraw-Hill, 2001.
[4]     کوزه­گر­غیاثی ک. احقاقی ب.، محاسبه عملکرد ایندیوسر پمپ با شبیه سازی سه بعدی جریان. اولین کنفرانس ملی توسعه پایدار در سیستم­های مهندسی انرژی ،آب و محیط زیست، تهران، ایران، 1394.
[5]     U.S. Department Of Energy (DOE)., Energy Efficiency and Renewable Energy, Improving Pumping System Performance –A Sourcebook for Industry, 2nd ed, May, 2006.
[6]     Gülich J. F., Centrifugal pumps, Springer, 2008.
[7]     Karassik I. J., McGuire T., Centrifugal pumps, Technical Standards Services, 1998.
[8]     شایسته ر.، تاریخچهابداعوتکاملپمپها، مشاورین تجهیزات دوار چرخ پارسی، 1389.
[9]     Yokoyama S., Effect of the position of  impeller inlet and  lean on the cavitation performance of centrifugal pump, Fluid Engineering journal, Vol. 12, No. 10, pp 601-612, 1976.
[1]  
[2]  
[3]  
[4]  
[5]  
[6]  
[7]  
[8]  
[9]  
[10]  Hofmann M., Stoffel B., Experimental and Numerical studies on a centrifugal pump with 2D-curved blades in cavitating condition, 2001.
[1]  
[2]  
[3]  
[4]  
[5]  
[6]  
[7]  
[8]  
[9]  
[10]  
[11]  Bacharoudis E. C., Filios A. E., Mentzos M. D. and  Margaris D.P., Parametric Study of a Centrifugal Pump Impeller by Varying the Outlet Blade Angle, The Open Mechanical Engineering Journal, Vol. 2, No. 2, pp 75-83, 2008.
[1]  
[2]  
[3]  
[4]  
[5]  
[6]  
[7]  
[8]  
[9]  
[10]  
[11]  
[12]  Luo X., Zhang Y., Peng J., Xu H., Yu W., Impeller inlet geometry effect on performance improvement for centrifugal pumps, Springer, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol 22, No 10,pp 1971-1976, 2008.
[13] Pranit M. Patil., Shrikant B. Gawas., Priyanka P. Pawaskar., Dr. R. G. Todkar., Effect of geometrical changes of impeller on centrifugal pump performance, International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET),Vol 2,    No 2, pp 220-224,2015.  
[14] Shojaeefard M. H., Tahani M., Ehghaghi M. B., Fallahian M. A., and Beglari M.,Numerical study of the effects of some geometric characteristics of a centrifugal pump impeller that pumps a viscous fluid, Computers & Fluids journal, Vol 60,pp  61-70, 2012.
[15] Ehghaghi M. B., Vajdi M., Numerical and Experimental Study of splitter blades effect on the centrifugal pump performance, Modares Mechanical Engineering journal, Vol. 15,  No. 3,  pp   398-410, 2014.
[16] Elder R., Tourlidakis A., Yates M., Advances of CFD in fluid machinery design, John Wiley & Sons, 2003.
[17] Menter F. R., Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications, AIAA journal, Vol. 32, No. 8, pp. 1598-1605, 1994.
[18]  کاتالوگ­های صنعتی شرکت پمپیران، ایران، تبریز.
[19] Minggao T., Prediction research on energy characteristics for centrifugal pumps, Zhenjiang: Jiangsu University, 2008.
[20] Nourbakhsh S., Turbomachinery, University of Tehran Press, 2005.