تاثیر افزایش تعداد پره و تغییر چگالی سیال ورودی بر عملکرد پمپ سانتریفیوژ گریز از مرکز

در این پژوهش تاثیر افزایش تعداد پره های پروانه و تغییر چگالی سیال ورودی بر عملکرد پمپ سانتریفیوژ مدل صنعتی ۲/۵۰ با استفاده از مدلسازی عددی مورد بررسی قرار گرفت. مدل سه بعدی واقعی پمپ با سه مقدار مختلف تعداد پره (۱۲، ۱۶ و ۲۰) و دو سیال آب و هوا در نرم افزارهای تخصصی گمبیت و فلوئنت شبیه سازی شد. مدل آشفتگی Realizable k-e و روش MRF به کار رفت و نتایج با داده های تجربی اعتبارسنجی شد که اختلاف کمتر از ۳٪ را نشان داد. یافته ها بیانگر آن است که با افزایش تعداد پره ها از ۱۲ به ۲۰، دبی حجمی از ۰.۰۲۸ به ۰.۳۴ m۳/s افزایش می یابد اما اختلاف فشار خروجی از ۷۴,۷۰۰ به ۶۸,۰۰۲ پاسکال کاهش می یابد. راندمان پمپ نیز در این بازه از ۰.۴۶ به ۰.۵۱ افزایش نشان می دهد اما روند رشد بازده با افزایش پره ها اشباع شده و بهینه سازی باید با دقت انجام شود. همچنین مقایسه عملکرد پمپ با دو سیال نشان داد که هنگام استفاده از آب اختلاف فشار خروجی بیش از ۸۷۰ برابر نسبت به هوا افزایش یافته و راندمان تا ۸٪ بالاتر می رود. نتایج کانتورهای فشار و سرعت نیز تایید کرد که افزایش تعداد پره یکنواختی جریان را در پمپ افزایش و پیک های سرعت موضعی را کاهش می دهد ولی می تواند سبب افت فشار کل نیز گردد. در نهایت پژوهش حاضر نشان می دهد انتخاب تعداد بهینه پره و توجه به چگالی سیال ورودی نقش محوری در بهینه سازی، راندمان مصرف انرژی و ایمنی عملکردی پمپ های سانتریفیوژ دارد.

کلیدواژه ها:

پمپ سانتریفیوژ ، تعداد پره ، چگالی سیال ورودی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، راندمان ، اختلاف فشار