طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

doi
چکیده

 پمپ‌های جریان مختلط دارای کاربرد وسیع، راندمان بالا و دامنه گسترده تغییرات هد هستند. یکی از مسائل پر اهمیت در پمپ‌های جریان مختلط عملکرد در حالت گذرا است. باتوجه ‌به پیچیده بودن هندسه پمپ جریان مختلط و پیچیدگی در شبیه‌سازی، به‌خصوص در حالت گذرا، کم‌تر به تحلیل جریان گذرا در پمپ جریان مختلط پرداخته شده است. در این مقاله یک پمپ جریان مختلط با استفاده از نرم‌افزار CFturbo طراحی و در طی فرایند پایا و گذرا با استفاده از نرم‌افزار CFX تحلیل شد. برای اطمینان از صحت نتایج عددی، یک اعتبارسنجی انجام شد که نتایج عددی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشتند. دو مطالعه پارامتریک شامل، بررسی اثر تغییر زاویه خروجی پره در چهار زاویه متفاوت در حالت پایا و دو زاویه در حالت گذرا و اثر تغییر دور پمپ بر عملکرد آن بررسی شد. با افزایش زاویه خروجی پره تا زاویه 26 درجه راندمان افزایش و پس از آن کاهش یافت و با تغییر زاویه خروجی پره از 5/22 به 31 درجه هد پمپ در حدود %23 افزایش داشت. با بررسی اثر تغییر دور پمپ مشاهده شد که هد با افزایش و یا کاهش دور متناسب و راندمان با کاهش دور نسبت به نقطه طرح کاهش و با افزایش دور تغییر محسوسی نداشت. در طی فرایند گذرا، یک بیشینه هد لحظه‌ای که در حدود %27 بیشتر از هد طراحی است مشاهده شد که تغییرات هد در طی فرایند گذرا شامل سه مرحله است. در مرحله اول هد به‌صورت خطی افزایش می‌یابد و در مرحله دوم یک بیشینه هد لحظه‌ای رخ می‌دهد، در آخرین مرحله منحنی هد تمایل به پایداری پیدا می‌کند.