Author/Authors :
Vazifeshenas, Y Faculty of Mechanical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran , Farhadi, M Faculty of Mechanical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran , Sedighi, K Faculty of Mechanical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran , Shafaghat, R Faculty of Mechanical Engineering - Babol University of Technology, Babol, Iran
Abstract :
The purpose of this study is to investigate the performance and three-dimensional behavior of the flow in a mixed flow pump and the way cavitation phenomenon is affected by different parameters such as fluid temperature, pump speed and flow rate. Computational fluid dynamic software FLUENT 6.3 was utilized to simulate the whole flow field of the pump. RNG k-ε model combined with standard wall functions is chosen to deal with the turbulent feature of the problem. The studied pump has four blades mounted on a conical hub which form the rotary part and nine static vanes afterward as the stationary part. So the rotor-stator interaction was treated with a Multiple Reference Frame (MRF) technique. Different cases were analyzed for different flow rates and different pump speeds. While the flow rates variation and the pump revolution change cavitation occurrence widely, the temperature variations caused by weather changes during a year has little effect on cavitation. The cavitation region which is defined by the saturation pressure in that temperature was shown for various cases on a blade
Farsi abstract :
هدف از اين تحقيق ارزيابي عملكرد و رفتار سه بعدي جريان در يك پمپ جريان مختلط مي باشد. همچنين چگونگي تاثير پذيري پديده كاويتاسيون از پارامترهاي مختلف مانند دماي سيال، سرعت پمپ و نرخ جريان ورودي نيز مورد بررسي واقع مي شود. براي شبيه سازي كل ميدان جريان پمپ از نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي فلوئنت استفاده شده است. مدل توربولانسي RNG k-ε به همراه standard wall functions براي توجيه رفتار توربولانسي سيال بكار گرفته شده اند. پمپ مورد مطالعه شامل 4 پره كه بر محور مخروطي سوار شده اند و بخش متحرك را تشكيل مي دهند و 9 پره در پائين دست كه نقش پره هاي ثابت را بازي مي كنند، مي شود. بنابراين براي شبيه سازي برهمكنش ميان قسمت متحرك و ثابت از تكنيك چند چارچوب مرجع(MRF) استفاده شده است. حالت هاي مختلفي براي دبي جريان ورودي و سرعت پمپ مورد بررسي واقع شده است. نتايج نشان دادند در حاليكه دبي ورودي پمپ و دور پمپ تاثير شاياني بر پديده كاويتاسيون دارند، تغييرات دمايي كه در فصول مختلف سال حاصل مي شود تاثير محسوسي بر چگونگي كاويتاسيون نداشته است. براي حالت هاي مختلف منطقه پيدايش كاويتاسيون روي پره بر اساس فشار اشباع آن دماي خاص نشان داده شده است.
Keywords :
Mixed-flow pump , Multiple Reference Frame , Computational fluid dynamics , Cavitation
