بررسی وتحلیل اثر طراحی هندسی زوایای داخلی و افت های هیدرولیک بر روی راندمان و هد پمپ چند مرحله ای بر اساس روش های عددی و تجربی

مهدی فخارزاده نایینی¹ نادر محمدی²

1) کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک طراحی- کاربردی
2) استادیار دانشکده فنی و مهندسی

محل انتشار : کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(icesconf.com)
چکیده :
در این مقاله به بررسی و تحلیل اثر افت های هیدرولیک و طراحی هندسی زاویه پره بر روی راندمان و هد پمپ سانتریفوژ می پردازیم. ابتدا قدرت منتقل شده از چرخ به سیال، با استفاده از مثلث سرعت ها در ورود و خروج بدست آمده و راندمان و هد پمپ بدون در نظر گرفتن افت های هیدرولیکی با دیدگاه لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است،با استفاده از پمپ های چند مرحله ای به جای سری بستن پمپ ها ضمن صرفه جویی اقتصادی باعث کم شدن حجم پمپ نیز می شود و ما می توانیم هد مورد نیاز خود در سیستم را به دست آوریم، با استفاده از این پمپ ها با کم کردن ابعاد شعاعی، باعث ثابت نگه داشتن مقادیر بالای انرژی شده و ضمن ثابت نگه داشتن راندمان پمپ، باعث افزایش هد پمپ می شویم و سپس روش اجزاء محدود و شبکه بندی اتوماتیک، برای بدست آوردن نتایج با دقت بالا به کار گرفته شده است.زمان محاسبات مورد نیاز بوسیله ی مدل ها به شدت به کیفیت شبکه ها وابسته است. تنها ایراد این شبکه ها این است که مرزهای نامنظم و نان ارتگنال را پوشش نمی دهند، برای افزایش دقت در این مناطق از تکنیک های عددی مانند ( برش سلولی) و یا روش های اجزاء محدود استفاده شده است. در اینجا با توجه به هندسه ی نامنظم در این مناطق، شبکه های کارتزین با الگوریتم های کامپیوتری، برای شبیه سازی کردن پره پمپ سانتریفوژ ایجاد شده است . در این مقاله برای بدست آوردن هندسه ی پره با ماکزیمم بازدهی ، از یک الگوریتم بهینه عددی، بر پایه روش حجم محدود در ترکیب با نرم افزارهای محاسباتی، استفاده شده است. با دیدگاه حجم کنترل ، بسته کوچکی از ذرات و مولکول ها را در نظر گرفته و پس از محاسبه ی افت های هیدرولیکی در محفظه و قسمت های داخلی و خارجی پمپ، با استفاده از نتایج عددی، عملکرد پمپ مشخص شده است، آنالیز جریان نشان می دهد که با قرار دادن هندسه ی پمپ در زاویه ی خروجی 30درجه و پهنای پره 13 میلی متر، هد آبدهی و راندمان پمپ در مقایسه با موارد دیگر افزایش پیدا می کند و علت آن را می توان کاهش افت های ناشی از چرخش آب در محفظه و پروانه های خروجی دانست، نتایج نشان می دهد که پروسه های عددی و تئوریک خیلی سریع و با مقادیر بهینه می وانند به هم نزدیک شوند.
کلمات کلیدی : دینامیک سیالات محاسباتی حجم کنترل اجزا محدود پمپ چند فشاری انسیس