تحلیل عددی و بهینه سازی هندسی پره ی یک توربوپمپ به منظور ارتقای بازدهی و کاهش اثرات تنش خمشی ناشی از ضربه ی قوچ

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 444

فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF و WORD قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

MEECONF02_056

تاریخ نمایه سازی: 20 شهریور 1400

چکیده مقاله:

پمپ ها یکی از تجهیزات صنعتی بوده که میزان انرژی مصرفی آنها بخش بزرگی از انرژی الکتریکی تولیدی دنیا می باشد. یکی از ملاحظات دارای اهمیت در ساختمان داخلی این دسته از پمپ ها، وجود پدیده ی ضربه ی قوچ در پره ی پمپ بوده که بر ورود سیال پرفشار خروجی از پروانه و همچنین حلزونی به داخل آن اثرگذار است. این امر موجب می شود که سیال خروجی با نفوذ به حفره ی میان پروانه و پوسته، باعث افزایش گشتاور اتلافی شود. در این مقاله، ابتدا مدلی از پره ی پمپ گریز از مرکز تهیه شده، سپس شرایط مرزی مناسب مطابق با بروز پدیده ی ضربه ی قوچ در پمپ های واقعی در نرم افزار انسیس فلوئنت اعمال می گردد. به این منظور، مباحثی همچون تعیین مدل اغتشاشی مناسب و استقلال نتایج از مش زنی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. به عنوان تحلیلی پارامتریک، نتایج حاصل از فشار هیدرواستاتیک سیال به ازای دبی های مختلف، فشار ناشی از ضربه ی قوچ مورد بحث و بررسی قرار خواهد گرفت. در ادامه، روش شناسی بهینه سازی برای پره ی توربو پمپ تحت ضربه ی قوچ تشریح شد و الگوریتمی مبتنی بر تکرار برای بهینه سازی ساختاری پیشنهاد شد. با در نظر گرفتن بازدهی پره ی توربوپمپ ƞc به منظور بیشینه سازی و مقدار تنش خمشی ناشی از ضربه ی قوچ بر روی سطح پره Qps به منظور بیشینه سازی و مقدار تنش خمشی ناشی از ضربه ی قوچ بر روی سطح پره پلی اتیلن ۱، ۲ و ۳ میکرومتر فرمول بندی شد. نتایج نشان می دهند که انتخاب ضخامت پوشش ۱ میکرومتر به منظور کاهش توزیع تنش روی پره مطلوب بوده است، چون توزیع تنش روی پره که این ضخامت پوشش نشان می دهد، نسبت به ضخامت پوشش های دیگری استفاده شده برای شبیه سازی پره ی توربوپمپ کمتر می باشد. خروجی این مقاله، ارائه ی روشی سیستماتیک است موجب کمینه سازی تنش های خمشی ناشی از ضربه ی قوچ با بالاترین بازدهی برای پره ی توربوپمپ می گردد.

نویسندگان

امید ذاکری

دانشجوی کارشناس ارشد موسسه غیرانتفاعی علوم و فنون خوارزمی - قشم

رضا هنرخواه

دکتری مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه خوارزمی قشم