عنوان پایان‌نامه
اثر الگوی جریان در حوضچه مکش بر عملکرد ایستگاههای پمپاژ
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3791;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42849
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- عباس روزبهانی
- استاد راهنما
- عاطفه پرورش ریزی
- چکیده
- طراحی حوضچه مکش و شرایط ورود جریان به لوله مکش از جمله موارد موثر در طراحی ایستگاههای پمپاژ هستند و عدم توجه به آنها باعث بروز مشکلات و تحمیل هزینه‌های اضافه در زمان بهره‌برداری این ایستگاه‌ها می‌شود. بر این اساس در این تحقیق اثر الگوی جریان درون حوضچه مکش در حالت‌های مختلف هیدرولیکی بر عملکرد ایستگاههای پمپاژ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک مجموعه آزمایشگاهی از سیستم پمپاژ با مکش منفی و شامل پمپ سانتریفیوژ طراحی و ساخته شد. سپس در سه دبی مختلف پمپاژ و سه ارتفاع مختلف استغراق لوله مکش، مقادیر سرعت درون حوضچه مکش در سه بعد، بوسیله سرعت‌سنج داپلر صوتی (ADV)، و مقادیر فشار در کف حوضچه توسط 76 عدد مانومتر اندازه‌گیری شد. علاوه بر این مصرف انرژی و همچنین فشار در لوله‌های مکش و رانش در هر مرحله اندازه‌گیری شد. مقایسه الگوی جریان در حالت‌های مختلف نشان داد که با کاهش ارتفاع استغراق لوله مکش و افزایش دبی پمپاژ ایجاد گردابه‌ها درون حوضچه تشدید می‌شود و از حیث تشکیل این گردابه‌ها، حساسیت الگوی جریان درون حوضچه مکش به ارتفاع استغراق لوله مکش نسبت به دبی پمپاژ بیشتر است. همچنین مشاهده شد که تشکیل گردابه‌های مستغرق باعث کاهش فشار در زیر لوله مکش قائم و بروز پدیده جدایی آب و هوا و تشکیل جریان دوفازه می‌شود. ضمن اینکه گردابه باسطح آزاد نیز با مکش هوا به داخل لوله مکش می‌تواند بصورت لحظه‌ای تا 15% دبی پمپاژ را کاهش دهد. ایجاد جریان دوفازه باعث توزیع نامتقارن سیال در مسیر پمپاژ و درنتیجه اعمال نیروهای مضاعف به بخشهای مختلف سامانه پمپاژ می‌شود. افزایش لرزش، کاهش ظرفیت پمپاژ، کاهش عمر مفید پمپ، افزایش صدای پمپ و تکان‌های شدید لوله مکش از جمله مشکلاتی است که تشکیل جریان دوفازه در سامانه پمپاژ ایجاد می‌کند. در نهایت، مقایسه نتایج بدست آمده در آزمایشگاه با منحنی‌های ارائه شده توسط کارخانه سازنده پمپ، که یکی از بزرگترین تولیدکنندگان داخلی است، نشان می‌دهد که سطح عملکرد پمپ، پایین‌تر از حد انتظار است و این منحنی‌ها برای کارایی بهتر پمپ، نیاز به بازبینی دارند.
- Abstract
- The plan of sump and the conditions of flow entrance into the suction pipe are the most affective parameters in pumping stations design which thoughtlessness of them can make the problems and additional cost of utilization of these stations. Based of this fact in this research the influences of sump flow pattern in different hydraulic conditions on operation of pumping system were studied. Thus an experimental setup contained pumping system with negative suction head and with applying a centrifuge pump was constructed. In numerous pumping discharges and in three amounts of suction pipe submergence, the values of velocities in 3 dimensions in means of ADV and the sump bottom pressures using 76 manometers were recorded. Additionally in each step the energy consumption during the experiment and the amounts of pressure in suction pipe and the delivery one were measured. Comparing of flow pattern in different situations showed that with decreasing the height of submergence of suction pipe and increasing the pumping discharge the formation of vortices in sump is intensified and therein, the sensitivity of flow pattern to suction pipe submergence is more than its sensitivity to pumping discharge. Also it was revealed that the formation of submergence vortices cause the pressure dropping under the vertical suction pipe and produce the air-water separation phenomenon and two phase flow. Incidentally, by means of inputting the air to the suction pipe, the free surface vortex can cause the instantaneous decreasing of pumping discharge about 15%. The pattern of two phase flow is the source of unsymmetrical flow throughout pumping system and exerting the duplicating forces to different parts of system. More trilling, less discharge capacity, decreasing of pump lifetime, increasing of pump din and the impetus of suction pipe are the most common problems because of the two phase flow. Finally, comparing the obtained results and the proposed pump curves by factory, which is one the largest manufacturer in Iran, showed that the level of pump operation is less than it is expected and these curves should be reconsidered to have better efficiency.
