آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,192
تعداد مقالات8,579
تعداد مشاهده مقاله6,988,724
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,032,592
رستمی, محمدرضا, بزاززاده, مهرداد, رستمی ورنوسفادرانی, محمود. (1402). طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 12(2), 131-142.
محمدرضا رستمی; مهرداد بزاززاده; محمود رستمی ورنوسفادرانی. "طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی". پدافند الکترونیکی و سایبری, 12, 2, 1402, 131-142.
رستمی, محمدرضا, بزاززاده, مهرداد, رستمی ورنوسفادرانی, محمود. (1402). 'طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی', پدافند الکترونیکی و سایبری, 12(2), pp. 131-142.
رستمی, محمدرضا, بزاززاده, مهرداد, رستمی ورنوسفادرانی, محمود. طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1402; 12(2): 131-142.

طراحی پمپ جریان مختلط و تحلیل عددی و پارامتری آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

مکانیک سیالات و آیرودینامیک
مقاله 9، دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 32، اسفند 1402، صفحه 131-142    اصل مقاله (826.18 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
محمدرضا رستمی1؛ مهرداد بزاززاده2؛ محمود رستمی ورنوسفادرانی* 3
1کارشناسی ارشد ،دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
تاریخ دریافت: 24 مهر 1402،  تاریخ بازنگری: 01 دی 1402،  تاریخ پذیرش: 10 بهمن 1402 
چکیده
 پمپ‌های جریان مختلط دارای کاربرد وسیع، راندمان بالا و دامنه گسترده تغییرات هد هستند. یکی از مسائل پر اهمیت در پمپ‌های جریان مختلط عملکرد در حالت گذرا است. باتوجه ‌به پیچیده بودن هندسه پمپ جریان مختلط و پیچیدگی در شبیه‌سازی، به‌خصوص در حالت گذرا، کم‌تر به تحلیل جریان گذرا در پمپ جریان مختلط پرداخته شده است. در این مقاله یک پمپ جریان مختلط با استفاده از نرم‌افزار CFturbo طراحی و در طی فرایند پایا و گذرا با استفاده از نرم‌افزار CFX تحلیل شد. برای اطمینان از صحت نتایج عددی، یک اعتبارسنجی انجام شد که نتایج عددی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشتند. دو مطالعه پارامتریک شامل، بررسی اثر تغییر زاویه خروجی پره در چهار زاویه متفاوت در حالت پایا و دو زاویه در حالت گذرا و اثر تغییر دور پمپ بر عملکرد آن بررسی شد. با افزایش زاویه خروجی پره تا زاویه 26 درجه راندمان افزایش و پس از آن کاهش یافت و با تغییر زاویه خروجی پره از 5/22 به 31 درجه هد پمپ در حدود %23 افزایش داشت. با بررسی اثر تغییر دور پمپ مشاهده شد که هد با افزایش و یا کاهش دور متناسب و راندمان با کاهش دور نسبت به نقطه طرح کاهش و با افزایش دور تغییر محسوسی نداشت. در طی فرایند گذرا، یک بیشینه هد لحظه‌ای که در حدود %27 بیشتر از هد طراحی است مشاهده شد که تغییرات هد در طی فرایند گذرا شامل سه مرحله است. در مرحله اول هد به‌صورت خطی افزایش می‌یابد و در مرحله دوم یک بیشینه هد لحظه‌ای رخ می‌دهد، در آخرین مرحله منحنی هد تمایل به پایداری پیدا می‌کند.
کلیدواژه‌ها
پمپ جریان مختلط؛ زاویه خروجی پره؛ شبیه‌سازی گذرا؛ دینامیک سیالات محاسباتی
عنوان مقاله [English]
Design of mixed flow pump and its numerical and parametric analysis using computational fluid dynamics
نویسندگان [English]
Mohammad Reza Rostami1؛ Mehrdad Bazaz- zadeh2؛ Mahmoud Rostami Varnousfaaderani3
1Master's degree, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2Associate Professor, Malik Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
3Assistant Professor, Malik Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]
Mixed-flow pumps have a wide application, high efficiency and wide range of head changes. One of the most important issues in Mixed-flow pumps is transient operation. AS for the complexity of Mixed-flow pump geometry and complexity in simulation, especially in the transient state, transient flow analysis in Mixed-flow pump has been less discussed. In this paper, a Mixed-flow pump was designed using CFturbo software and analyzed during steady state and transient process using CFX software. To ensure the correctness of the numerical results, a validation was carried out that the numerical results were in good agreement with the Experimental results. two parametric studies including the effect of changing the blade outlet angle in four different angles in the steady state and two angles in the transient state and the effect of changing the pump rotational speed on its performance were investigated. The efficiency with the increase of blade exit angle up to 26 degrees, the efficiency increased and then decreased, and by changing the blade outlet angle from 22.5 to 31 degrees, the pump head increases by about 23%. The head is proportional to the increase or decrease in speed and the efficiency decreased with the reduction of the rotational speed compared to the design point, and there was no significant change with the increase of the rotational speed compared to the design point. During the transient process, a maximum momentary pressure was observed which is about 27% higher than the design head. Pump head changes in this case are divided into three steps. In the first step, the head increases linearly, then in the second step, a momentary maximum pressure occurs, in the last step, the head curve tends to be stable.
کلیدواژه‌ها [English]
Mixed-flow pump, blade outlet angle, transient simulation, computational fluid dynamics
مراجع

1.       J. F. Gülich and J. F. Gülich, Operation of Centrifugal Pumps (Centrifugal Pumps). 2010, pp. 665-714.

2.       G. Wislicensus, "The Design of Mixed Flow Pumps," in Proceedings of the Symposium Held at the NEL Glasgow, 1965. 

3.       D. J. Myles, A Design Method for Mixed-Flow Fans and Pumps. Department of Scientific and Industrial Research, 1965.

4.       A. J. Stepanoff, "Centrifugal and Axial Flow Pumps," Theory, Design, and Application, 1957.

5.       F. A. Muggli, P. Holbein, and P. Dupont, "CFD Calculation of a Mixed Flow pump Characteristic From Shutoff to Maximum Flow," J. Fluids Eng., vol. 124, no. 3, pp. 798-802, 2002, doi: 10.1115/1.1478061.

6.       J.-H. Kim, H.-J. Ahn, and K.-Y. Kim, "High-efficiency design of a mixed-flow pump," Science in China Series E: Technological Sciences, vol. 53, no. 1, pp. 24-27, 2010, doi: 10.1007/s11431-009-0424-6.

7.       H. Bing and S. Cao, "Three-Dimensional Design Method for Mixed-Flow pump Blades With Controllable Blade wrap Angle," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, vol. 227, no. 5, pp. 567-584, 2013, doi: 10.1177/0957650913489296.

8.       S. Chaudhari, C. Yadav, and A. Damor, "A Comparative Study of Mix Flow Pump Impeller cfd Analysis and Experimental data of Submersible pump," International Journal of Research in Engineering & Technology (IJRET), vol. 1, no. 3, pp. 57-64, 2013.

9.       A. M. A. M. Akhlaghi, Sh. Jazayeri Moghaddas, and Y. Azizi, "Conceptual Design of a Centrifugal Compressor Impeller for a 65 KW MicroGas Turbine," Journal of Fluid Mechanics and Aerodynamics, vol. 4, no. 1, pp. 1-16, 2015 (in Persian).

10.    M. R. E. a. A. R. R. M. Tashakori Bafghi, "Numerical Analysis of Fluid Structure Interaction Phenomenon on a Turbine Blade," Journal of Fluid Mechanics and Aerodynamics, vol. 4, no. 2, pp. 11-1, 2016 (in Persian).

11.    H. Mirzabeh, M. Bazazzadeh, and E. V. a. M. J. Montazeri, "Numerical and Experimental Analyzes of Inner Stream and its Effect on Formation of Spray Angle at Dual-Base Swirl Injector in a Liquid Engine," Journal of Fluid Mechanics and Aerodynamics, vol. 3, no. 2, pp. 35-46, 2015 (in Persian).

12.    A. Sekhavat Benis and R. Aghaei Togh, "Tree-Dimensional Study of the Effect of Tandem Compressor Pressure Ratio on Downstream Vortices," Journal of Fluid Mechanics and Aerodynamics, vol. 11, no. 1, pp. 145-158, 2022 (in Persian).

13.    J. Mao, S. Yuan, J. Pei, J. Zhang, and W. Wang, "Applications of Different Turbulence Models in Simulations of a large Annular Volute-Type Pump with the Diffuser," in IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2014, vol. 22, no. 2: IOP Publishing, p. 022019, doi: 10.1088/1755-1315/22/2/022019. 

14.    W. Li, Y. Zhang, W. Shi, L. Ji, Y. Yang, and Y. Ping, "Numerical Simulation of Transient Flow Field in a Mixed-flow Pump During Starting Period," International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, vol. 28, no. 4, pp. 927-942, 2018, doi: 10.1108/HFF-06-2017-0220.

15.    W. Cao, W. Li, L. Ji, W. Shi, Z. Lu, and R. K. Agarwal, "Research of Transient Rotor–Stator Interaction Effect in a Mixed-Flow pump under Part-load Conditions," Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, vol. 42, pp. 1-15, 2020, doi: 10.1007/s40430-019-2110-3.

16.    L. Ji, W. Li, W. Shi, and R. Agarwal, "Transient Characteristics of internal Flow Fields of mixed-Flow Pump with Different Tip Clearances under Stall Condition," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, vol. 235, no. 4, pp. 700-717, 2021, doi: 10.1177/0957650920962250.

17.    L. Yangping, M. Can, T. Lei, and H. Yadong, "Theoretical Model of Transient Mixed-Flow pump Start-up," Journal of Tsinghua University (Science and Technology), vol. 62, no. 12, pp. 1938-1944, 2022, doi: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.26.007.

18.    H. Zhang, F. Meng, L. Cao, Y. Li, and X. Wang, "The Influence of a Pumping Chamber on Hydraulic Losses in a Mixed-Flow Pump," Processes, vol. 10, no. 2, p. 407, 2022, doi: 10.3390/pr10020407.

19.    M. Liu, Y. Han, L. Tan, Y. Lu, C. Ma, and J. Gou, "Theoretical Prediction Model of Transient Performance for a Mixed flow Pump under Fast Start-up Conditions," Physics of Fluids, vol. 35, no. 2, 2023, doi: 10.1063/5.0138575.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 102
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 91