amir farhad najafi
-
بهره مندی از ایندیوسر جهت جلوگیری از کاهش فشار حدفاصل ورودی پمپ گریز از مرکز تا ابتدای پره و بهبود عملکرد آن در سرعت های مخصوص مکش بالا، دارای کارکرد موثری می باشد. ایندیوسر چرخی محوری با تعداد پره ی کمتر از چرخ پمپ (3 یا 4) و زاویه ی حمله ی کوچک بوده، در بالادست محور چرخ پمپ نصب و با آن می چرخد. در این تحقیق پس از طراحی ایندیوسر برای یک پمپ، عملکرد آن با تغییر پارامترهای هندسی به صورت عددی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج عددی نشان داد که افزایش نسبت گام از 24/. به 48/. باعث افزایش فشار از 10% به 34% می شود در صورتیکه با افزایش نسبت طول به قطر از به ، افزایش فشار تقریبا ثابت و برابر 23% می گردد. ملاحظه شد که با افزایش گام در دبی های کم، هد تولیدی چرخ پمپ کاهش می یابد. این موضوع می تواند بعلت عدم تبعیت جریان از هندسه ایندیوسر و در نتیجه ایجاد شرایط نامناسب در ورودی چرخ پمپ باشد. اما با کاهش آن در دبی های بالا، هد مذکور، بعلت ایجاد چرخش معکوس در خروجی ایندیوسر و ورودی پمپ، افزایش می یابد.
کلید واژگان: ایندیوسر, پمپ گریز از مرکز, نسبت گام پره, نسبت طول به قطر پره, تحلیل عددیUsing inducers in order avoiding pressure reduction at the centrifugal pump impeller inlet and consequently increasing pump performance at high suction speeds are important in many applications. The inducer which is an axial pump with lower number blades than impeller’s (usually 3 or 4), located on the upstream impeller and rotates with the same rotational speed and direction as the pump. In this research, changing inducer design parameters such as the blade pitch and the length to the diameter ratio on its and pump hydraulic performance is investigated, numerically. The results show that using inducer and changing its blade pitch ratio from 0.24 to 0.48, causes average pressure ratio increasing from %10 up to %34 at the pump impeller inlet. Unlike the pitch ratio changing effects, increasing the length to blade diameter ratio from 7/12 to 16/12 show a fairly constant average pressure ratio increasing up to %23. For the large pitch ratio, pump impeller induced head; decreases for low flow rate. Meanwhile, decreasing pitch ratio in high flow rate causes flow counter rotation at the pump impeller inlet that increases the pump impeller head.
Keywords: Inducer, Centrifugal pump, Blade pitch ratio, Length to diameter ratio, Numerical Simulation -
امروزه استفاده از پمپ بجای توربین در پتانسیل های آبی خیلی کوچک (< 500 Kw) به دلیل هزینه تمام شده کمتر، سهولت در نصب و راه اندازی و تعمیر و نگهداری به طور موفقیت آمیزی رواج دارد. البته از آنجا که راندمان پمپ در عملکرد معکوس نسبت به توربین های رایج کمتر می باشد، لذا در ظرفیتهای بالاتر چندان استفاده نمی شوند. در تحقیق حاضر تحلیل اثر پارامترهای هندسی چرخ یک پمپ گریز از مرکز نظیر؛ تعداد و هندسه لبه ورودی پره ها و پره های جداکننده در هنگام عملکرد معکوس (توربینی)، به منظور ارتقای کارائی آن مورد نظر می باشد. از اینرو، ابتدا اسکن هندسه یک پمپ موجود در نرم افزار«سی اف توربو» بازطراحی و سپس در نرم افزار « انسیس سی اف ایکس» شبیه سازی و منحنی های عملکرد حالت کارکرد توربینی آن استخراج گردید. نتایج عددی برای هندسه اولیه، تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی موجود داشت. پس از اطمینان از روش شبیه سازی عددی، تحلیل عددی با تغییر پارامترهای هندسی چرخ انجام پذیرفت. نتایج عددی نشان دادند که استفاده از تعداد هفت پره، انحنادار کردن لبه ورودی به همراه پخ سمت مکش و پره های جداکننده با طول 20% نسبت به طول کلی پره، به طور مستقل راندمان نقطه طراحی را به ترتیب 0.6%، 1.7% و 1% ارتقا می دهند. در ادامه با بررسی جامع تاثیر هر یک از پارامتر های هندسی، دو هندسه مناسب طراحی گردید. نتایج نشان دادند که طرح اول (تعداد شش پره، گرد کردن لبه ورودی به همراه پخ سمت مکش و پره های جداکننده با طول نسبی 20%) با افزایش راندمان به میزان 2% مناسب ترین هندسه برای شرایط کاری نقطه طراحی می باشد.کلید واژگان: پمپ در کارکرد معکوس, تغییرات هندسی چرخ, راندمان, دینامیک سیالات محاسباتیRecently, use of PAT (pump as turbine) in mini hydro power plants (Keywords: Pump as turbine, Impeller Geometry Variations, efficiency, CFD
-
پمپ ها یکی از تجهیزات صنعتی بوده که میزان انرژی مصرفی آن ها در حدود 20 درصد از انرژی الکتریکی تولیدی دنیا می باشد. یکی از پرکاربردترین نمونه های آن، پمپ های گریز از مرکز بوده که با انتقال توان به صورت اندازه حرکت زاویه ای، بر روی سیال کار انجام می دهد. با توجه به ساختمان داخلی این گونه از پمپ ها که در آن پروانه درون پوسته ی ثابت پمپ دوران می نماید، نوع رفتار جریان در فضای موجود میان پروانه و پوسته می تواند بر عملکرد پمپ اثرگذار باشد. در این تحقیق، یک پمپ گریز از مرکز همراه با حلزونی و حفره های سمت ریشه و نوک ، توسط نرم افزاری تجاری به روش عددی تحلیل شده است. پس از مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی موجود؛ با تحلیل خطوط جریان، تاثیر کیفی جریان سیال در حفره بر جریان موجود در حلزونی بررسی گردیده است که با استفاده از روابط تجربی برای تعیین فاصله مناسب میان صفحات ثابت و دوار، ظرفیت کاهش میزان گشتاور اصطکاکی حفره ها در حدود 10 درصد ملاحظه می شود. در ادامه تغییر الگوی جریان و مقدار توان اتلافی ناشی از اصطکاک در حفره های سمت نوک و ریشه برای دبی های مختلف بررسی و ملاحظه گردید که افزایش یا کاهش اصطکاک به الگوی اولیه جریان در حفره بستگی دارد. در نهایت برای تعیین ارتباط توان اتلافی با تغییر دبی، با استفاده از ضرایب بی بعدی استخراج شده، شیب تغییرات توان اتلافی با تغییر ناشی از تغییر فاصله صفحات مقایسه گردید. این ضرایب نشان می دهد روند تغییر توان اتلافی با تغییر دبی، مشابه روند آن با تغییر فاصله صفحات بوده اما شیب آن برابر نیست.کلید واژگان: پمپ گریز از مرکز, حفره سمت هاب, تلفات اصطکاکی, حل عددی, توربوماشینPumps consume about 20% of whole electricity power in the world. Centrifugal pump is one of the most common pumps that works by the transfer of angular momentum to the fluid. The behavior of such a fluid flow in the side chamber, may affect the pump performance. The side chamber is defined the free space between the fixed (pump casing) and the rotating (pump impeller) parts. Steady, fully 3D computations of the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations using a commercial CFD code are conducted in order to study the flow field in the whole pump including both side chambers. Numerical results are validated by comparison with the existing experiments. The impact of fluid flow in hub and shroud side chambers with the volute is investigated qualitatively by using 2D stream lines. Evaluation of the empirical equations shows that the frictional torque may be decreased more than 10%, by using the proper gap size. Considering this situation, the changes in the flow pattern and the value of power loss resulting from friction in hub and shroud side chamber is studied. It reveals that the variation in friction depends on the initial flow pattern in cavity. Finally, in order to obtain the relationship between the power loss and the flow rate, nondimensional coefficients are derived. These coefficients show that the change in the power loss due to the volumetric flow rate, is the same as its change with the gap changing, but their slopes are not equal.Keywords: Centrifugal pump, Hub side chamber, Disk friction, CFD, Turbomachinery
-
ضریب لغزش یکی از پارامترهای مهم در طراحی هیدرولیکی و تخمین عملکرد پمپ های گریز از مرکز محسوب می شود. اطلاع از چگونگی وابستگی این پارامتر به نرخ جریان عبوری از پمپ به منظور پیش بینی عملکرد پمپ در شرایط کاری خارج از نقطه-ی طرح امری ضروری است. در این مقاله تغییرات ضریب لغزش در دبی های مختلف برای یک پمپ گریز از مرکز به کمک شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، معادلات سه بعدی RANS با استفاده از دستگاه معادلات چندگانه و با به کار گیری مدل آشفتگی RNG k-ε برای دبی های مختلف، در بازه ی 45% تا 120% دبی نامی، توسط نرم افزار CFX حل شده است. صحت حل عددی از طریق مقایسه ی منحنی های مشخصه ی حاصل از حل عددی با داده های تجربی بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد تطابق خوبی میان مقادیر محاسبه شده از تحلیل عددی و داده های آزمایشگاهی برای پیش-بینی توزیع سرعت، ضرایب لغزش و عملکرد کلی پمپ وجود دارد. همچنین توانایی مدل های مختلف لغزش برای پیش بینی روند تغییرات این پارامتر با دبی ارزیابی شده است. این نتایج نشان می دهد که حل عددی نسبت به سایر مدل های موجود روند تغییرات ضریب لغزش در اثر تغییرات دبی را با دقت بیشتری پیش بینی می کند.
کلید واژگان: پمپ گریز از مرکز, ضریب لغزش, شبیه سازی عددیslip factor is one of the most important parameters used in centrifugal pumps performance prediction. Knowing this parameter as a function of flow rate seems essential for off-design performance prediction. In this paper, it is intended to establish the slip factor dependence upon flow rate for a centrifugal pump using computational fluid dynamics. For this purpose, the full 3D-RANS equations in coupled with RNG k-ε turbulence model were solved for several flow rates ranging from 45% to 120% of rated condition by means of a commercial code, CFX. In the steady state, this simulation is defined by means of the multi-reference frame technique, in which the impeller is situated in the rotating reference frame, and the volute is in the fixed reference frame. The validity of the numerical model was confirmed by matching the calculated characteristic curves with the associated experimental data. It was found that there is a good coincidence between the numerical results and available experimental data of global performance, local velocity distribution and slip factors. A comparison was performed among the well-known slip models which reveals, that the slip factor variations can be predicted very well using CFD analysis.Keywords: Centrifugal Pump, Slip Factor, Numerical Simulation -
اثر جریان گردابی در داخل لوله ی مکش یک توربین فرانسیس افقی بر کارکرد آندر این پژوهش عملکرد لوله ی مکش یک توربین فرانسیس افقی تحت تاثیر جریان گردابی شکل گرفته در خروجی چرخ توربین، که هنگام کارکرد توربین در خارج از نقطه ی طراحی روی می دهد، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای اطمینان از بالا بودن قابلیت تحلیل عددی، اولین گام داشتن داده های تجربی بود. از این رو پس از طراحی و ساخت یک پراب)p r o b e(سه حفره یی فشاری، توزیع سرعت های محوری و دورانی در دو مقطع، در داخل لوله ی مکش اندازه گیری شد. از مقادیر به دست آمده در ورودی لوله ی مکش)مقطع نخست(به عنوان شرایط مرزی در تحلیل عددی سه بعدی استفاده شد. از آنجا که در جریان های گردابی، گران روی)ویسکوزیته ی(جریان مغشوش غیرایزوتروپ است، برای اطمینان یافتن از دقت پاسخ ها از روش R S M برای مدل سازی تنش های رینولدزی استفاده شده است. نتایج تجربی و عددی برای مولفه های سرعت محوری و دورانی در مقطع دوم، با هم هماهنگی قابل قبولی داشتند. بررسی اثر جریان گردابی بر عملکرد لوله ی مکش که برای سه نقطه ی کارکرد توربین به روش عددی صورت گرفت، نشان از کاهش کارایی لوله ی مکش در اثر وجود چنین جریانی داشت. بدیهی است که در این صورت توان تولیدی توربین نیز کاهش می یابد.
کلید واژگان: توربین فرانسیس افقی, لوله ی مکش, پراب فشاری, جریان گردابی, حل عددی, مطالعه ی تجربیEddy current effects inside the suction tube of a Francis turbine operation on the horizontalIn this study, a suction tube performance under the influence of horizontal Francis turbines Shklgrfth eddy current in the output of the turbine wheel, when functioning outside of the turbine design point occurs, the form has been studied numerically. Capabilities to ensure high numerical analysis, the first step was having experimental data. Hence the design and construction of a probe) probe (S·hhfrhyy pressure distribution, axial and rotational speeds in the two sections, inside the suction tube was measured. The values obtained at the entrance of the suction pipe) First stage (as boundary conditions in numerical analysis three dimensions were used. Because the eddy currents, viscosity) viscosity (flow Ghyrayzvtrvp is confusing for the accuracy Replies Atmynanyaftn RSM zethod for the Reynolds stress model is used. experimental and numerical results for axial and rotational velocity component in the second stage, were coordinated with acceptable. eddy current effect on performance for the three-point suction pipe turbine performance numerical method was demonstrated to reduce the efficiency of the suction tube was such a flow. Clearly, then can also reduce turbine production finds.Keywords: Horizontal Francis turbine, suction tubes, pressure probe, eddy current, the numerical solution, experimental study
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.