Determination of stable operating range of high speed centrifugal pump by computational fluid dynamics

Document Type : Original Article

Authors

1 دانشکده هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

2 Khajeh Nasir

Abstract

پمپ‌های تغذیه نقش اساسی در دینامیک سامانه‌های هیدرولیکی دارند. پدیده سرج یکی از ناپایداری‌های رایج در توربوپمپ‌ها و کمپرسورها می‌باشد. این پدیده یک ناپایداری سامانه‌ای بوده و دینامیک تمام اجزاء سامانه از قبیل مخزن، شیرآلات، لوله‏های مکش و رانش و خود توربوماشین در آن دخیل می‏باشند. سرج زمانی آشکار می‏شود که پمپ در محدوده‌ی شیب مثبت منحنی هد-دبی کار ‌کند. اگر پدیده سرج با پدیده کاویتاسیون در پمپ همراه باشد، منجر به وقوع پدیده مخربی به نام خودنوسانی می‌گردد. بنابراین پیش‌بینی رفتار پمپ در نقاط خارج از طرح و به طور ویژه در نرخ‌های جریان کم حائز اهمیت است. در این مقاله منحنی مشخصه یک پمپ سانتریفوژ سرعت بالا با استفاده از تحلیل CFD برای مشخص نمودن محدوده عملکرد پایدار پمپ استخراج می‌شود. پمپ مورد مطالعه شامل ایندیوسر، ایمپلر و حلزونی بوده و به دلیل عدم وجود تقارن در هندسه، شبیه‌سازی به صورت سه‌بعدی انجام می‌شود. شبیه‌سازی‌ها در محدوده وسیعی از نرخ جریان عبوری از پمپ انجام شده و منحنی مشخصه هد بر حسب نرخ جریان جرم استخراج می‌گردد. با استفاده از منحنی مشخصه پمپ محدوده عملکرد پایدار آن تعیین می‌شود.

Keywords

Main Subjects


Article Title [فارسی]

تعیین محدوده عملکرد پایدار یک پمپ سانتریفوژ سرعت بالا با دینامیک سیالات محاسباتی

Authors [فارسی]

  • علی چراغی 1
  • رضا ابراهیمی 2
Abstract [فارسی]

پمپ‌های تغذیه نقش اساسی در دینامیک سامانه‌های هیدرولیکی دارند. پدیده سرج یکی از ناپایداری‌های رایج در توربوپمپ‌ها و کمپرسورها می‌باشد. این پدیده یک ناپایداری سامانه‌ای بوده و دینامیک تمام اجزاء سامانه از قبیل مخزن، شیرآلات، لوله‏‏ های مکش و رانش و خود توربوماشین در آن دخیل می‏ باشند. سرج زمانی آشکار می‏ شود که پمپ در محدوده‌ی شیب مثبت منحنی هد-دبی کار ‌کند. اگر پدیده سرج با پدیده کاویتاسیون در پمپ همراه باشد، منجر به وقوع پدیده مخربی به نام خودنوسانی می‌گردد. بنابراین پیش‌بینی رفتار پمپ در نقاط خارج از طرح و به طور ویژه در نرخ‌های جریان کم حائز اهمیت است. در این مقاله منحنی مشخصه یک پمپ سانتریفوژ سرعت بالا با استفاده از تحلیل CFD برای مشخص نمودن محدوده عملکرد پایدار پمپ استخراج می‌شود. پمپ مورد مطالعه شامل ایندیوسر، ایمپلر و حلزونی بوده و به دلیل عدم وجود تقارن در هندسه، شبیه‌سازی به صورت سه‌بعدی انجام می‌شود. شبیه‌سازی‌ها در محدوده وسیعی از نرخ جریان عبوری از پمپ انجام شده و منحنی مشخصه هد بر حسب نرخ جریان جرم استخراج می‌گردد. با استفاده از منحنی مشخصه پمپ محدوده عملکرد پایدار آن تعیین می‌شود.

Keywords [فارسی]

  • پمپ سانتریفوژ
  • ناپایداری
  • سرج
  • CFD
  • منحنی مشخصه