بررسي عددي بهبود عملكرد پمپ گريز از مركز روغن با پره‌هاي جدا كننده

Performance Improvement of a Centrifugal Oil Pump by Splitter Blades

در اين تحقيق به‌شبيه‌سازي عملكرد پمپ در پمپاژ سيالات لزج پرداخته شده و با هدف افزايش كارايي آن، تغييراتي در هندسه پروانه ايجاد مي‌گردد. تغييرات در هندسه پروانه عبارت از افزودن پره‌هاي جداكننده با طول‌هاي مختلف مي‌باشد. معادلات حاكم به صورت شبه پايا و با روش چند دستگاه مختصات مرجع حل مي‌شوند. براي مدلسازي آشفتگي، مدل توربولانسي k-ω SST با تابع ديواره استاندارد استفاده شده است. شار‌هاي جابه‌جايي با طرح فراباد گسسته‌سازي شده و عبارت‌هاي پخشي با توابع وزني روش المان محدود تحليل شده‌اند. ارتباط بين فشار و سرعت نيز با ميان‌يابي مرتبه چهارم ري-چاو صورت گرفته است. نتايج عددي تطابق قابل قبولي با داده‌هاي تست تجربي پمپ داشته و حاكي از كاهش هد پمپ با افزايش لزجت سيال مي‌باشد. با افزودن پره‌هاي جداكننده به هندسه پروانه، افزايش قابل توجهي در هد پمپ بدست آمده و با مقدار هد پمپ در پمپاژ آب برابري مي‌كند در حالي‌كه افت راندمان قابل چشم پوشي است.

In this paper, performance of a centrifugal pump in handling oil is simulated and impeller geometry is changed to improve pump performance. The changes involve adding splitter blades with different length to the impeller. Multi Reference Frame (MRF) quasi steady study has been done for rotating impeller and stationary volute. k-ω SST turbulence model was used along with standard wall function to analyze the flow. Advection terms were discretized by Skew Upwind Differencing Scheme (SUDS) while Weight Functions of finite element method were adopted for diffusion terms. velocity and pressure fields were coupled by means of Fourthorder Rhie-Chow interpolation. The results are in good agreement with empirical test results and shows considerable head loss due to higher viscosity of oil. Adding splitter blades increases pump head in handling oil and generated as much as head as the pump in handling water.