عنوان پایان‌نامه
تحلیل عددی اثر پره های پشت بر عملکرد پمپ های سانتریفوژ
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی-ماشینهای آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2606;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63151
- تاریخ دفاع
- ۲۰ اسفند ۱۳۹۲
- دانشجو
- فرزام مرتضوی
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش, علیرضا ریاسی
- چکیده
- مسأله نیروی محوری در پمپ های سانتریفوژ که به صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار دارند، حائز اهمیت فروان است. یکی از روش های متداول برای خنثی کردن این نیرو، استفاده از پره های شعاعی پشتی است. این مطالعه به بررسی اثر پره های پشت بر مشخصه های کلی پمپ، نظیر ارتفاع، بازده، توان مصرفی و کاهش نیروی محوری به صورت شبیه سازی عددی به کمک نرم-افزار تجاری ANSYS CFX 14.5 پرداخته است. در این روند، تأثیر پارامتر های هندسی طراحی پره های پشت از جمله طول، پهنا، ضخامت، زاویه، لقی و تعداد آن ها مورد کاوش قرار گرفته است. همچنین الگو های جریان و پروفیل های سرعت محفظه پشت پمپ در حضور این دست پره ها ارائه گشته اند. نتایج نشان می دهند که به ازای یک دبی مشخص، طراحی صحیح پره های پشت قادر به از بین بردن کامل نیروی محوری است. همچنین در اثر استفاده از این پره ها، ارتفاع پمپ به صورت محسوسی افزایش می یابد که به میزان زیادی وابسته به طول پره های پشت است. به علاوه، گردابه های بزرگ در فضای بین دو پره پشتی متوالی و جریان های ثانویه در صفحه نصف النهاری باعث کاهش بازده این گونه چرخ ها می شوند. واژه‌های کلیدی: پمپ گریز از مرکز، نیروی محوری، پره های پشتی، شبیه سازی عددی، مشخصه های پمپ، الگوی جریان
- Abstract
- Centrifugal pumps are prone to high values of axial thrust in certain cases; thereby employing back vanes is sometimes practiced to alleviate such forces. In this study, the effect of design parameters of the conventional radial back vanes on centrifugal pump performance properties such as head, efficiency, and axial thrust is investigated numerically. Variables include outer diameter, angle, number, width, thickness, and clearance size of back vanes. Results suggest that the increase of clearance size not only cancels more axial thrust, but it also promises more efficient design than the narrow gap clearances. What is more, this approach is capable of neutralizing all the thrust for certain amount of flow, although the current technique results in an inevitable drop in efficiency, almost up to 1% of overall efficiency. Besides, this implementation causes a shift in H-Q characteristic of the pump; for a particular reference design, the shift approximately equals to 3% of impeller’s head in absence of the back vanes. Comparison between the impeller without back vanes and impeller using such vanes shows that the best efficiency point stands the same in both designs. Results show that large vortices take place in the rear region which would increase the dissipations in side wall gaps. Keywords: Numerical simulation, Centrifugal pump, Axial thrust, Back vane, Pump characteristics, Flow
