بررسی عددی ساختار جریان و عملکرد پمپ سانتریفیوژ با رخداد کاویتاسیون

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران.

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران.

doi
10.22060/mej.2021.19794.7115
چکیده

در مقاله حاضر، شبیه سازی عددی جریان جهت شناسایی رخداد کاویتاسیون و جزئیات شکل گیری و اثرات آن، در پمپ سانتریفیوژ از نوع 250- 100 شرکت پمپیران با نرم افزار انسیس سی – اف – ایکس پرداخته شده‌است. در شبیه سازی کاویتاسیون، جریان به صورت دو فاز آب و بخارآب در نظر گرفته شده‌است. از معادله رایلی- پلست جهت بررسی رشد و فروپاشی حباب بخار استفاده شده‌است. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، منحنی‌های مشخصه پمپ از مطالعه حاضر استخراج و با نتایج مشابه تجربی مقایسه گردیده است. میزان انحراف نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی در دبی طراحی پمپ 6/5 درصد می‌باشد. مشخص می‌گردد که کاویتاسیون در فشارهای ورودی کمتر از 45 کیلو‌پاسکال رخ می‌دهد. با کاهش فشار ورودی از 40 کیلوپاسکال تا 20 کیلوپاسکال، میزان جدایش جریان افزایش یافته و موقعیت آن از ابتدای پره به نواحی داخلی پره منتقل می‌شود. موقعیت رخداد کاویتاسیون در0/14 تا 0/24 گذرگاه و همچنین ابتدای پره‌ها رخ می‌دهد. به نحوی که کاویتاسیون لبه حمله به سمت مناطق داخلی پره انتقال می‌‌یابد. میزان کسر حجمی بخار در این قسمت‌‌ها به ترتیب از 0/04 به 0/96 افزایش یافته‌است. با رخداد کاویتاسیون در هد مکش مثبت خالص برابر با 1/52، افت 3 درصدی هد مشاهده می‌گردد.