بررسی عملکرد هیدرولیکی پمپ سانتریفیوژ صنعتی در شرایط کاری متغیر از طریق شبیه سازی سه بعدی جریان

پمپ های گریز از مرکز به عنوان یکی از تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف از جمله نفت، نیروگاه ها، و سیستم های آبرسانی، وظیفه انتقال سیالات با حجم و فشار متغیر را بر عهده دارند. انتخاب بهینه این پمپ ها با توجه به شرایط عملیاتی سیستم نه تنها موجب افزایش بازده انرژی می شود، بلکه عمر کاری تجهیزات را نیز افزایش می دهد. در این تحقیق، عملکرد هیدرولیکی یک پمپ سانتریفیوژ صنعتی مدل ۱۰۰-۲۵۰ ساخت شرکت پمپیران، در دبی های مختلف مورد تحلیل عددی و مقایسه تجربی قرار گرفته است. مدل سه بعدی هندسی پمپ با استفاده از نرم افزار Vista CPD طراحی شده و شبکه بندی آن با بهره گیری از نرم افزارهای TurboMesh و Ansys Meshing انجام شده است. شبیه سازی جریان سیال در محیط ANSYS CFX و با استفاده از مدل آشفتگی دو معادله ای k-ω SST انجام پذیرفته است که برای پیش بینی دقیق جریان های متلاطم و بررسی پدیده هایی نظیر جدایش جریان و افت فشار مناسب است. در ادامه، برای اطمینان از دقت نتایج، آزمون استقلال از شبکه صورت پذیرفت و شبکه بهینه انتخاب گردید. شرایط مرزی به گونه ای تعریف شده اند که امکان مدل سازی واقع گرایانه رفتار دینامیکی جریان را فراهم آورند. تحلیل نتایج در بازه دبی های ۶۰ تا ۱۸۰ متر مکعب بر ساعت نشان دهنده افزایش فشار در پروانه و جمع شدن آن در حلزونی پمپ بوده و مقایسه مقادیر عددی هد و بازده با داده های تجربی حاکی از دقت مناسب مدل عددی با خطای کمتر از ۱۴ درصد است. یافته های این مطالعه می توانند به عنوان مرجعی برای بهینه سازی طراحی و تحلیل عملکرد پمپ های سانتریفیوژ در شرایط کاری متغیر مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

پمپ سانتریفیوژ ، شبیه سازی پمپ ، منحنی عملکرد