طراحي پمپ جريان مختلط و تحليل عددي و پارامتري آن با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

پمپ‌هاي جريان مختلط داراي كاربرد وسيع، راندمان بالا و دامنه گسترده تغييرات هد هستند. يكي از مسائل پر اهميت در پمپ‌هاي جريان مختلط عملكرد در حالت گذرا است. باتوجه ‌به پيچيده بودن هندسه پمپ جريان مختلط و پيچيدگي در شبيه‌سازي، به‌خصوص در حالت گذرا، كم‌تر به تحليل جريان گذرا در پمپ جريان مختلط پرداخته شده است. در اين مقاله يك پمپ جريان مختلط با استفاده از نرم‌افزار CFturbo طراحي و در طي فرايند پايا و گذرا با استفاده از نرم‌افزار CFX تحليل شد. براي اطمينان از صحت نتايج عددي، يك اعتبارسنجي انجام شد كه نتايج عددي انطباق خوبي با نتايج آزمايشگاهي داشتند. دو مطالعه پارامتريك شامل، بررسي اثر تغيير زاويه خروجي پره در چهار زاويه متفاوت در حالت پايا و دو زاويه در حالت گذرا و اثر تغيير دور پمپ بر عملكرد آن بررسي شد. با افزايش زاويه خروجي پره تا زاويه 26 درجه راندمان افزايش و پس از آن كاهش يافت و با تغيير زاويه خروجي پره از 5/22 به 31 درجه هد پمپ در حدود %23 افزايش داشت. با بررسي اثر تغيير دور پمپ مشاهده شد كه هد با افزايش و يا كاهش دور متناسب و راندمان با كاهش دور نسبت به نقطه طرح كاهش و با افزايش دور تغيير محسوسي نداشت. در طي فرايند گذرا، يك بيشينه هد لحظه‌اي كه در حدود %27 بيشتر از هد طراحي است مشاهده شد كه تغييرات هد در طي فرايند گذرا شامل سه مرحله است. در مرحله اول هد به‌صورت خطي افزايش مي‌يابد و در مرحله دوم يك بيشينه هد لحظه‌اي رخ مي‌دهد، در آخرين مرحله منحني هد تمايل به پايداري پيدا مي‌كند.