عنوان پایان‌نامه
مل سازی عددی سیستم پمپاژ جهت اخطلات دو سیال مختلف
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی-ماشینهای آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51040;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2035
- تاریخ دفاع
- ۰۸ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- پیام صباغی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- در پایان نامه حاضر، به تحلیل عددی همزمان سیستم پمپاژ و اختلاط دو سیال پرداخته شده است. سیستم پمپاژ ترکیبی از زانویی 90 درجه و پمپ مخلوط کن سانتریفیوژ می باشد که به عنوان روشی جدید و موثر برای اختلاط دو سیال ارائه شده است. در این پژوهش، معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و جز جرمی به صورت دائم حل شده اند. از آنجایی که فرآیند اختلاط در حالت مغشوش رخ می دهد، برای مدل سازی آشفتگی جریان، از مدل k-e استفاده شده است. پارامترهایی همچون تاثیر زانویی و ایجاد جریان ثانویه، سرعت دو سیال ورودی و سرعت دورانی پمپ، از جمله عوامل موثر بر میزان اختلاط دو سیال خواهد بود. در ابتدا هندسه پمپ و زانویی به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند. بدین منظور به بررسی جریان هوا در حالت تراکم ناپذیر در یک پمپ دو بعدی پرداخته شده است و نتایج بدست آمده با نتایج تجربی موجود مقایسه شده اند تا به اعتباربخشی روش حل پرداخته شود. سپس با توجه به در دسترس بودن نتایج تجربی، به بررسی اختلاط هوا و متان در حالت غیر قابل تراکم در هندسه زانویی پرداخته می شود. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ماکزیمم کیفیت اختلاط در هندسه زانویی هنگامی است که مومنتوم جت مینیمم باشد. در ادامه به مجموعه پمپ و زانویی برای اختلاط دو سیال پرداخته می شود. پنج دور موتور مختلف پمپ به مقادیر 300، 725، 1450، 1600 دور بر دقیقه برای حالتی که دو سیال در شرایط اتمسفر داخل لوله می شوند و پس از مخلوط شدن با یکدیگر و عبور از زانویی و پمپ، مجدداً به داخل اتمسفر تخلیه می شوند مورد تحلیل قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد کیفیت اختلاط با کم شدن دور پمپ افزایش پیدا می نماید. همچنین تاثیر زانویی در مقایسه با لوله مستقیم بر میزان کیفیت اختلاط مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که وجود زانویی باعث ایجاد جریان ثانویه در سیال و در نتیجه افزایش کیفیت اختلاط در مقایسه با لوله مستقیم می گردد.
- Abstract
- In this dissertation, numerical results for a pumping system and mixing of two fluids are presented and discussed. Pumping system consists of a elbow and a centrifugal-mixer pump. In this study, continuity, momentum and mass equations are solved using Finite Volume method. Since mixing process occurs in turbulent regime, the standard k-? equation is used for modeling of turbulence. The effects of several parameters such as: elbow, the velocity ratio of the two streams and the rotational speed of centrifugal pump are investigated. Firstly, we studied turbulent flow in pump and elbow separately. Then, we investigated air flow through a rotor-stator assuming two-dimensional flow and compared numerical results with available experimental data. The results reveal that the numerical results are in good agreement with the experimental data. Subsequently, we investigated mixing of air and methane in an elbow system. Results showed that the maximum of mixing quality occurs when the momentum of jet is minimum. Finally, the combined effects of pumping system and elbow are investigated when two fluids are entered the system from atmospheric conditions (and after mixing and passing through the elbow and centrifugal pump) exit to atmosphere. This problem is investigated for different rotational speeds of 300, 725, 1450, 1600 rpm. Results show that the mixing quality increases when rotational speed decreases. Moreover, the effect of elbow is investigated on quality of mixing. Results show that elbow produces secondary flows and as a result the quality of mixing improves in comparison to the straight pipe.
