شبيه سازي عددي جريان سيال در يك پمپ گريز از مركز در نقطه طرح و شرايط خارج از طرح

Numerical simulation of fluid flow in a centrifugal pump at design point and off-design conditions

اين مقاله به بررسي جريان سيال در يكي از پمپ هاي گريز از مركز شركت پمپ- ايران با استفاده از روش هاي عددي مي پردازد. براي انجام اين كار تحليل ديناميك سيالات محاسباتي در نرم افزار CFX براي گستره وسيعي از دبي هاي حجمي در دو سرعت متفاوت rpm 1450وrpm 2900 انجام شده و نتايج عددي سيال آب با نتايج آزمايشگاهي هد و بازده كل مقايسه شده اند كه تطابق قابل قبولي را نشان مي دهند. نتايج براي سيال نفت خام نيز بدست آمده و به صورت منحني هاي هد و بازده كل و ساير متغير ها بر حسب دبي حجمي ارايه و با نتايج آب مقايسه شده اند. نتايج عددي نشان مي دهد كه ميزان فشار مطلق روي تيغه ها در حالت نفت خامkPa 705 كمتر از حالت آب است و همچنين مقدار اختلاف فشار مطلق بين ورودي و خروجي پروانه و حلزوني براي نفت خام به مراتب از آب كمتر است. علاوه بر آن مشاهده شد كه با افزايش دور پمپ براي هر دو سيال، مقادير بالاي شدت آشفتگي از لوله‌ي خروجي به خروجي پروانه در دبيm3/h 30 انتقال مي يابد كه باعث كاهش بازده مي شود و ميزان شدت آشفتگي براي نفت خام نسبت به آب در فضاي داخل پروانه پمپ به مراتب از آب كمتر است. در نهايت براي ارايه منحني هد پروانه پمپ براي نفت خام در محدوده‌ي كلي عملكرد پمپ، يك معادله‌ي چند جمله اي مرتبه دوم به نتايج عددي انطباق داده شد.

This article presents a numerical investigation of fluid flow in one of the centrifugal pumps of pump-Iran Corporation. A computational fluid dynamics (CFD) analysis is performed by using the CFX software for a wide range of volumetric flow rates for two different rotor speeds of 1450 rpm and 2900 rpm and the numerical results of water are validated against measured values of head and total efficiency with an overall acceptable agreement. The results have been obtained for crude oil as diagrams of head , total efficiency and other variables with respect to volumetric flow rate and then compared with results of water. Numerical results show that the absolute pressure on blade surfaces for crude oil is 705 kPa less than when using water. The absolute pressure difference between inlet and outlet of impeller and spiral volute for crude oil is comparatively less than those amounts in comparison with water. Also, by increasing the angular velocity of rotor, it was observed that high levels of turbulence intensity are transmitted from outlet pipe bending to the impeller outlet at volumetric flow rate of 30 m3/h which causes reduction in efficiency. Also, high levels of turbulence intensity for crude oil are less than those amounts in comparison with water within impeller area. Finally, to present an impeller pump head curve for crude oil over the overall operation range of the pump, a second order polynomial equation was fit to numerical data.