بررسي تجربي و عددي تاثير پره‌هاي جداكننده بر عملكرد پمپ گريز از مركز

Numerical and Experimental Study of splitter blades effect on the centrifugal pump performance

با توجه به كاربرد فراوان پمپ‌هاي گريز از مركز در صنايع، افزايش كارايي آن‌ها حايز اهميت است. از اين‌رو در اين مطالعه براي بهبود عملكرد پمپ‌ گريز از مركز، پره‌هاي جداكننده به هندسه‌ي پمپ اضافه شده و بررسي تجربي و عددي بر روي آن انجام پذيرفته است. به منظور انجام بررسي تجربي، پروانه‌هايي با پره‌هاي جداكننده به طول‌هاي مختلف ساخته شده است. پمپ با اين پروانه‌ها در سلول تست آزمايش شده و منحني عملكردي آن‌ استخراج گرديده است. همچنين با هدف بررسي جريان در پروانه و حلزوني، پمپ به صورت عددي با نرم‌افزار سي‌اف‌ايكس شبيه‌سازي شده است. روش عددي حجم محدود به همراه مدل آشفتگي كا‌-امگا اس‌اس‌تي براي تحليل عددي مورد استفاده قرار گرفته است. جريان در پروانه و حلزوني به ترتيب با دستگاه مختصات چرخان و ساكن تحليل شده و نتايج با رابط روتور ايستا به يكديگر كوپل گرديده‌اند. مطالعه براي سه پروانه‌ با طول پره‌هاي جداكننده‌ي برابر صفر، 33 و 66 درصد طول پره‌هاي اصلي صورت گرفته است. نتايج عددي و تجربي حاكي از افزايش هد توليدي پمپ مي‌باشند كه به طول پره‌هاي جداكننده وابسته بوده و حداكثر افزايش هد در نقطه‌ي بهترين بازده براي پروانه نوع سوم (طول پره‌هاي جداكننده برابر 66 درصد طول پره‌هاي اصلي) برابر 5/10 درصد به دست آمده است. همچنين مشاهده مي‌شود كه در نزديكي نقطه‌ي طراحي، تاثير پره‌هاي جداكننده بر عملكرد پمپ بيشتر بوده و با انحراف از اين نقطه، از ميزان اين اثر كاسته مي‌شود.

As pumps are used frequently in industrial plants, their performance improvement is important. In this study, performance improvement of centrifugal pumps by application of splitter blades has been investigated both numerically and experimentally. Radial impellers with different length of splitter blades have been manufactured and tested to obtain performance charts. On the other hand, the flow in impeller and volute has been investigated numerically by ANSYS-CFX commercial code. Numerical study has been done using Finite volume method and k-?SST turbulence model. Rotating and stationary frames have been used to analyze flow in impeller and volute respectively and the results have been coupled by Frozen Rotor. Three impellers with the lengths of splitter blades equal to 0, 33% and 66% of original blades were tested. Results show head increase when the splitter blades were added while the amount of increase depends on the splitter blades length. At BEP (Best Efficiency Point) the maximum head increase was reported for impeller type three (the length of splitters equal to 66% of original blades) about 10.5 percent. It should be noted that as the capacity tends to BEP, the effect of splitter blades is more significant.