عنوان پایان‌نامه
مطالعه تجربی حباب های کاویتاسیون در پمپ های سانتریفوژ با استفاده از هندسه های متفاوت پره
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2551;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61047
- تاریخ دفاع
- ۲۴ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- فرزین دیانتی پور
- استاد راهنما
- علیرضا ریاسی
- چکیده
- پدیده کاویتاسیون یکی از مسائل مهم و مخرب در تجهیزات مکانیکی از قبیل پمپ، توربین، شیرآلات و مجراهای عبور جریان است و دلیل خوردگی در این نوع تجهیزات محسوب می‌شود. هدف از این پایان‌نامه بررسی اثر نوع پره و افزودن مواد پلیمری بر شروع کاویتاسیون در یک پمپ سانتریفیوژ است. پره‌های موجود شامل پره شعاعی، رو به‌عقب خطی و رو به‌عقب منحنی بوده و از پلی‌آکریل‌آمید(PAM) به‌عنوان افزودنی پلیمری استفاده شده است. قابلیت دستیابی به وزن‌های مولکولی بالا، قیمت مناسب، انحلال‌پذیری در آب در شرایط متنوع و تنظیم وزن مولکولی از ویژگی‌های این پلیمر است. ساختار ویژه این پلیمر استفاده از آن برای بهبود خواص جریان محلول‌ها، انتقال نفت خام و ازدیاد برداشت نفت را میسر می‌سازد. در این پروژه ابتدا به بررسی تأثیر نوع پره بر شروع کاویتاسیون برای آب خالص پرداخته شد و سپس با افزودن ppm160 پلی‌آکریل‌آمید به آب خالص، آزمایش‌های قبلی دوباره تکرار شدند. نتایج به کمک روش منحنی مشخصه به‌دست آمده و همچنین از روش مشاهده نیز برای بررسی صحت نتایج استفاده شد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند که کاویتاسیون ابتدا در پره شعاعی، سپس روبه عقب خطی و در انتها روبه‌عقب منحنی رخ می‌دهد. این الگوی رفتاری پره‌ها با افزودن پلیمر به آب نیز بدون تغییر باقی خواهد ماند ولی با مقایسه نتایج مربوط به آب خالص و سیال پلیمری برای هر یک از پره‌ها به این نتیجه می‌رسیم که افزودن مواد پلیمری باعث تأخیر در وقوع کاویتاسیون می‌شود که میزان آن در پره رو به‌عقب منحنی در بیشترین مقدار حدود 24% است. همچنین در حالتی که پمپ در نقطه طراحی کار کند، NPSH در پره روبه¬عقب منحنی و در حضور مواد پلیمری حدود 6% کاهش پیدا می¬کند که این موضوع نشانگر به¬وجود آمدن تاخیر در وقوع کاویتاسیون است. واژه‌های کلیدی: پمپ سانتریفیوژ، کاویتاسیون، نوع پره، پلی¬آکریل¬آمید
- Abstract
- Cavitation phenomenon is one of the major and destructive cases in mechanical equipment such as pump, turbine, valves and flow channels and it’s a reason of corrosion and vibration in this equipment. The purpose of this thesis is to investigate the effect of blade type and addition of polymer on the onset of cavitation in a centrifugal pump. Three different blade types including radial, straight backward and helical backward have been examined. Polyacrylamide (PAM) is used as a polymer additives. PAM is a long chain polymer and leads to reduce the wall shear stress and drag in a turbulent fluid. The main properties of PAM are: the ability to achieve high molecular weight, reasonable price, solubility in water at various conditions and the molecular weight adjustment. Due to special structure of this polymer, it is used for properties improvement of solution flows, oil transportation and increasing of oil recovery. In this project first the effect of blade type has been evaluated on the onset of cavitation with pure water. Then by adding PAM over the working fluid, the same experiments were repeated. The results have been obtained from the both method of (a) characteristic curves and observation. The results show that the cavitation firstly occurs in radial, straight backward and helical backward, respectively. This general pattern is remaining unchanged by adding polymer to water. But the polymer additive can well postpone cavitation initiation and notably decrease the cavitation growth rate. Moreover, it is found that this is more pronounced in the case of helical backward impeller. Also when pump works at design point, NPSH at helical backward blade is reduced by about 6% at 160 ppm of PAM. Keywords: Centrifugal pump, Cavitation, Blade type, Polyacrylamide.
