Investigating the Impact of Back Cavity Filling and Axial Clearance on the Flow Physics and Performance of a Pump as Turbine

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 85

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-17-4_006

تاریخ نمایه سازی: 16 بهمن 1402

چکیده مقاله:

The Pumps as Turbines (PAT) is a well-established technology suitable for standalone micro-hydropower plants and energy recovery systems. But being lower performance than the dedicated turbines, there are continuous efforts to improve it keeping cost benefits intact. One of the recent modifications of the back cavity filling plays a crucial role in the performance of PAT which is not investigated in detail. In the present paper, the PAT back cavity is filled with a solid ring of various sizes and shapes (back cavity filling) to explore its impact. The developed test facility is used to validate the experimental results with the numerical results for the base case. A numerical model after validation has been employed to investigate the impact of back cavity filling on the internal flow dynamics and the PAT performance. Additionally, the study explored the influence of axial clearance on flow physics, associated losses, and the PAT performance, an aspect rarely discussed by researchers in the PAT mode. After back cavity filling, secondary flow-based disk friction losses were reduced, leading to a ۳.۵ % increase in PAT efficiency. An analysis of the axial clearance showed that increasing it from ۰.۰۱۵ to ۰.۰۷۶ (mean axial gap/impeller radius) led to a ۲.۶ % reduction in PAT efficiency. This decline can be primarily attributed to elevated losses associated with disk friction, increased volumetric losses, and the formation of a mixing zone at the impeller inlet, which impeded the flow into the impeller's flow zone.

نویسندگان

R. Gaji

Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat ۳۹۵۰۰۷, India /Annasaheb Dange College of Engineering and Technology, Ashta ۴۱۶۳۰۱, India

A. Doshi

Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat ۳۹۵۰۰۷, India

M. Bade

Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology, Surat ۳۹۵۰۰۷, India

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Ayad, A. F., Abdalla, H. M., & El-azm, A. A. ...
  • Binama, M., Sua, W., Xiao-Bin L., Lia, F., Wei, X., ...
  • Cheng, Z., Ma, Q., Liu, H., Dong, L., & Pan, ...
  • Daily, J., & Nece. R.. (۱۹۶۰). Chamber dimension effects on ...
  • Doshi, A., Channiwala, S., & Singh, P. (۲۰۱۷). Inlet impeller ...
  • Doshi, A. V. (۲۰۱۸). Influence of inlet impeller rounding and ...
  • Doshi, A. V., Channiwala, S., & Singh, P. (۲۰۱۸). Influence ...
  • Gaji, R., Doshi, A., Bade, M., & Singh P. (۲۰۲۳). ...
  • Gülich, J. F. (۲۰۱۳). Centrifugal Pumps. Springer. ۳rd edition. https://doi.org/۱۰.۱۰۱۷/CBO۹۷۸۱۱۰۷۴۱۵۳۲۴.۰۰۴ ...
  • Javadi, A., & Nilsson, H. (۲۰۱۷). Detailed numerical investigation of ...
  • Kye, B., Park, K., Choi, H., Lee, M., & Kim, ...
  • Li, Q., Zhang, R., & Xu, H. (۲۰۲۳a). Effects of ...
  • Li, W., Liu, M., Ji, L., Li, S., Song, R., ...
  • Miao, S., Yang, J., Shi, G., & Wang, T. (۲۰۱۵). ...
  • Singh, P. (۲۰۰۵). Optimization of internal hydraulics and of system ...
  • Singh, P., & Nestmann, F. (۲۰۱۱). Internal hydraulic analysis of ...
  • Suarda, M., Suarnadwipa, N., & Adnyana, W. B. (۲۰۰۶). Experimental ...
  • Tian, P., Huang, J., Shi, W., & Zhou, L. (۲۰۱۹). ...
  • Yan, J., Zuo, Z., Guo, W., Hou, H., Zhou, X., ...
  • Yang, H., Zhu, L., Xue, H., Duan, J., & Deng, ...
  • Yang, S., Kong, F., Jiang, W., & Qu, X. (۲۰۱۲a). ...
  • Yang, S., Kong, F., Fu, J., & Ling, X. (۲۰۱۲b). ...
  • Yang, S., Derakhshan, S., & Kong, F. Y. (۲۰۱۲c). Theoretical, ...
  • Yang, S., Liu, H., Kong, F., Xia, B., & Tan, ...
  • Zariatin, D. L., Rahmalina, D., Prasetyo, E., Suwandi, A., & ...
  • Zemanová, L., & Rudolf, P. (۲۰۲۰). Flow inside the sidewall ...
  • نمایش کامل مراجع