پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 417 |
| تعداد مقالات | 5,494 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,136,272 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,380,645 |
بررسی عددی ساختار جریان و عملکرد پمپ سانتریفیوژ با رخداد کاویتاسیون | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 3، دوره 54، شماره 1، فروردین 1401، صفحه 55-74 اصل مقاله (2.9 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2021.19794.7115 | ||
| نویسندگان | ||
| ثاراله عباسی* ؛ حسن قلی زاده | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران. | ||
| 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. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| شبیه‌سازی عددی؛ پدیده کاویتاسیون؛ پمپ گریز از مرکز؛ منحنی عملکرد | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Investigation of Flow Structure and Performance of Centrifugal Pump with Cavitation | ||
| نویسندگان [English] | ||
| sarallah Abbasi؛ hasan gholizadeh | ||
| assistant professor, Arak university of technology | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present paper, the numerical simulation of the flow to identify the cavitation and its effects inside the centrifugal pump of 100-250 type of Pumpiran Company, including the impeller and volute of the pump, has been done. The Rayleigh–Plesset equation was employed to study the growth and collapse of the vapor bubble. In order to validate the numerical results, the pump curves were extracted from the present study and compared with similar experimental. The deviation of the present numerical results with the experimental ones in the pump design flow rate is 6.5%. It is found that cavitation occurs at inlet pressures of less than 45 kPa. By reducing the inlet pressure from 40 kPa to 20 kPa, the flow separation rate also increases and its position is transferred from the beginning of the blade to the inner areas of the blade. The position of cavitation occurs at 0.14 to 0.24 of the passage as well as at the beginning of the blades. The volume fraction of steam in these parts has increased from 0.04 to 0.96, respectively. With cavitation in the net positive suction head equal to 1.52, a 3% drop of the head is observed in the diagrams. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Numerical simulation, Cavitation phenomenon, Centrifugal pump, Performance curve | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Hoseiniparast, B. Ghadiri, S. Fallah, Numerical study of the effect of angle and distance between hub and shroud at the output passage of impeller in one stage of ESP pump, Modares Mechanical Engineering, 17(6) (2017) 149-156.(In Persian). [2] M. Ghaderi, A.F. Najafi, A. Nourbakhsh, Estimation of a centrifugal pump slip factors at off-design conditions using computational fluid dynamics, Modares Mechanical Engineering, 15(3) (2015).(In Persian). [3] V.S. Lobanoff, R.R. Ross, Centrifugal pumps: design and application, Elsevier, 2013. [4] A.R. Al-Obaidi, Numerical investigation of flow field behaviour and pressure fluctuations within an axial flow pump under transient flow pattern based on CFD analysis method, in: Journal of Physics: Conference Series, IOP Publishing, 2019, pp. 012069. [5] J.-P. Franc, J.-M. Michel, Fundamentals of cavitation, Springer science & Business media, 2006. [6] E.B. Christopher, Hydrodynamics of pumps, in, Concepts Eti, 1994. [7] A. Al-Obaidi, Experimental and numerical investigations on the cavitation phenomenon in a centrifugal pump, University of Huddersfield, 2018. [8] A.R. Al-Obaidi, Monitoring the performance of centrifugal pump under single-phase and cavitation condition: A CFD analysis of the number of impeller blades, Journal of Applied Fluid Mechanics, 12(2) (2019) 445-459. [9] A.R. Al-Obaidi, Effects of different turbulence models on three-dimensional unsteady cavitating flows in the centrifugal pump and performance prediction, International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, 20(3-4) (2019) 487-509. [10] B. Schiavello, F.C. Visser, Pump Cavitation: various NPSHR criteria, NPSHA margins, impeller life expectancy, in: Proceedings of the 25th international pump users symposium, Texas A&M University. Turbomachinery Laboratories, 2009. [11] F. Zhang, S. Yuan, Q. Fu, J. Pei, M. Böhle, X. Jiang, Cavitation-induced unsteady flow characteristics in the first stage of a centrifugal charging pump, Journal of Fluids Engineering, 139(1) (2017). [12] E.A.f.P. Manufacturers, NPSH for Rotodynamic Pumps: A Reference Guide (Europump Guides to Advanced Pumping Technology; No. 1), Elsevier Science Limited, 1999.(In Persian). [13] J. Murovec, L. Čurović, T. Novaković, J. Prezelj, Psychoacoustic approach for cavitation detection in centrifugal pumps, Applied Acoustics, 165 (2020) 107323. [14] A.R. Al-Obaidi, Detection of cavitation phenomenon within a centrifugal pump based on vibration analysis technique in both time and frequency domains, Experimental Techniques, 44(3) (2020) 329-347. [15] R. Tiwari, D. Bordoloi, A. Dewangan, Blockage and cavitation detection in centrifugal pumps from dynamic pressure signal using deep learning algorithm, Measurement, 173 (2021) 108676. [16] L. Yun, Z. Rongsheng, W. Dezhong, A cavitation performance prediction method for pumps PART1-Proposal and feasibility, Nuclear Engineering and Technology, 52(11) (2020) 2471-2478. [17] Y. Long, Y. Zhang, J. Chen, R. Zhu, D. Wang, A Cavitation Performance Prediction Method for Pumps PART2-Sensitivity and Accuracy, Nuclear Engineering and Technology, (2021). [18] W. Wang, Y. Li, M.K. Osman, S. Yuan, B. Zhang, J. Liu, Multi-Condition Optimization of Cavitation Performance on a Double-Suction Centrifugal Pump Based on ANN and NSGA-II, Processes, 8(9) (2020) 1124. [19] S. Rajendran, K. Purushothaman, Analysis of a centrifugal pump impeller using ANSYS-CFX, International Journal of Engineering Research & Technology, 1(3) (2012) 1-6. [20] H. Ding, Z. Li, X. Gong, M. Li, The influence of blade outlet angle on the performance of centrifugal pump with high specific speed, Vacuum, 159 (2019) 239-246. [21] Q. Hu, Y. Yang, W. Shi, Cavitation simulation of centrifugal pump with different inlet attack angles, International Journal of Simulation Modelling, 19(2) (2020) 279-290. [22] R. Tao, R. Xiao, Z. Wang, Influence of blade leading-edge shape on cavitation in a centrifugal pump impeller, Energies, 11(10) (2018) 2588. [23] http://pumpiran.org/erp/upload/pumpiran.co/Nasb-catalog/ETA.pdf [24] R. Elder, A. Tourlidakis, M. Yates, Advances of CFD in fluid machinery design, John Wiley & Sons, 2003. [25] M.B. Ehghaghi, M. Vajdi, Numerical and Experimental Study of splitter blades effect on the centrifugal pump performance, Modares Mechanical Engineering, 15(3) (2015).(In Persian). [26] F.R. Menter, Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications, AIAA journal, 32(8) (1994) 1598-1605. [27] J. Bardina, P. Huang, T. Coakley, J. Bardina, P. Huang, T. Coakley, Turbulence modeling validation, in: 28th Fluid dynamics conference, 1997, pp. 2121. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 775 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,451 |
||