عنوان پایان‌نامه
تاثیر ورودی های مختلف هوا بر الگوی جریان و بررسی عملکرد ایر لیفت پمپ ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی-ماشینهای آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1815;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45922
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- جعفر نژادرجبعلی بیشه
- استاد راهنما
- سیداحمد نوربخش
- چکیده
- ایرلیفت پمپ وسیله ای است که از نیروی شناوری برای پمپ کردن مایع بهره می برد. این پمپ اولین بار توسط کارل لاشر در اواخر قرن هجدهم ابداع گردید. پمپاژ آب در این روش بر اساس تزریق هوا به مایع یا مخلوط جامد ـ مایع است. این نوع سیستم های پمپاژ سیال بازدهی کمتری در مقایسه با روش های پمپاژ دیگر دارند، اما ساختار ساده و عدم وجود اجزاء مکانیکی متحرک در این ساختار، دو مزیت عمده‌ی آن ها محسوب می شوند و برای برخی کاربردهای خاص مانند پمپاژ مایعات خورنده (آب های شنی یا شور) و مایعات ویسکوز (مانند هیدروکربن ها در صنعت نفت) مناسب هستند. نوع جریان در لوله‌ی مکش تک فازی مایع)، یا دو فازی (مایع-جامد)، در حالیکه در لوله‌ی بالا برنده جریان به صورت دوفاز (هواـ مایع)، یا سه فازی (هوا ـ مایع ـجامد) می باشد دستگاه آزمایش در این پروژه شامل لوله ای به طول شش متر و قطر پنج سانتی متر می باشد. هدف از انجام این پروژه بررسی عملکرد ایرلیفت پمپ ها به عنوان کاربردی خاص از جریان دوفاز می باشد. در این پایان نامه پارامترهای نسبت شناوری، ورودی گاز، قطر لوله بالابر و طول لوله بالابر بر روی عملکرد ایرلیفت پمپ ها مورد بررسی قرار گرفت. نسبت شناوری به عنوان مهمترین پارامتر موثر بر عملکرد ایرلیفت پمپ بر روی دستگاه ایرلیفت پمپ مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی نتایج بدست آمده از آزمایش بر روی دستگاه ایرلیفت پمپ می توان دریافت که مهمترین پارامتر تأثیرگذار در عملکرد ایر لیفت پمپ ها، نسبت شناوری است، که به صورت نسبت ارتفاع اولیه مایع به ارتفاع لوله بالا بر تعریف می شود. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت شناوری راندمان این پمپ ها افزایش می یابند. . همچنین می توان نتیجه گرفت که برای یک قطر و یک نسبت شناوری خاص، بسته به نوع رژیم جریان می توان راندمان را بهینه نمود. کارکردن پمپ در محدوده طراحی بهینه بیشترین راندمان را در آن شرایط طراحی خاص نتیجه می دهد. عملاً دیده شده است که محدوده راندمان بهینه بسیار نزدیک به محلی است که رژیم جریان اسلاگ به چرن انتقال می یابد. پارامتر دیگری که بر راندمان پمپ اثر دارد قطر لوله است. برای یک دبی جرمی مایع و نسبت شناوری معین، می توان با تغییر قطر لوله راندمان را بهینه نمود. ورودی های مختلف فاز هوا نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که هرچه ورودی ها پراکنده تر باشند و نیز هرچه قطر حباب های ورودی کوچکترباشد. راندمان ایرلیفت پمپ بیشتر می شود.
- Abstract
- The airlift pump is a type of deep well pump which works by injecting compressed air in the lower part of its pipe and moves up liquid or mixture of liquid– solid. No moving part exists in this type of the pump, so cavitation dose not occur in it. Airlift pumps have a wide variety of applications in various industries such as dewatering mines, raising oil from dead wells, pumping corrosive and explosive solutions. One of the key parameters in the performance of these pumps is the flow pattern of two phase flow inside tube. In this project the influence of parameters such as: submergence ratio, inlet of gas phase, diameter and length of riser pipe was investigated. For this purpose an experimental test rig with a riser 6 m long and 5 cm in diameter, was established and experiments were performed for seven submergence ratios. The effect of inlets, diameter and length of riser pipe was investigated numerically with a commercial code (ANSYS FLUENT). Types of inlet and gas phase injection have an enormous effect on the two phase flow pattern. In order to study the influence of different geometry of gas injectors on the performance of the airlift system, four significantly different gas injectors was designed and modeled in FLUENT. The present results showed that the pump capacity and efficiency are functions of the air mass flow rate, submergence ratio, gas injector and diameter of riser pipe. The best efficiency range of the air-lift pumps operation was found to be in the slug and slug-churn flow regimes. Also the results showed that increasing submergence ratio and decreasing diameter of riser pipe would increase the efficiency of airlift pump. Further, results showed that distributed inlets would increase the efficiency of airlift pumps.
