طراحی پره برای یک پمپ سانتریفوژ و بررسی فاکتور لغزش و پارامترهای موثر بر آن در این پمپ

یکی از موارد تعیین کننده در کارکرد پمپ سانتریفوژ ضریب لغزش می باشد. به نظر می رسد که در اختیار داشتن یک مدل برای تقریب این ضریب که حداقل بتواند یک دید کلی در باره حدود آن بدست دهد؛ منجر به طراحی و تحلیل بهتری برای پمپ ها بشود. در کار پیش رو، ابتدا سعی شد با در نظر گرفتن مشخصات دلخواه به گونه ای که سرعت مخصوص پایین به دست آید، هندسه ای برای چرخ و ولوت طراحی شود. طراحی صورت گرفته با نتایج حاصل از نرم افزار cfturbo نیز سنجیده شد و انطباق خوبی داشت. سپس سعی شد با فرض حاکم بودن مفهوم جریان پتانسیل دو بعدی بین پره های پمپ، و بیان جریان به صورت جمع آثار دو جریان گردابی و یکنواخت، رژیم جریان بین پره ها بدست آید. به این منظور معادله پواسون برای جریان گردابی و معادله لاپلاس برای جریان یکنواحت به صورت عددی در محدوده بین دو پره حل شد. تعبیر فیزیکی جریان یکنواخت به صورت یک کانال ساکن و جریان گردابی به صورت یک محفظه دوار قابل بیان است. به دلیل خطی بودن معادلات حاکم این دو حل با هم جمع شد و پس از بدست آمدن میدان سرعت، ضریب لغزش برای این میدان سرعت سنجیده شد. نتایج بدست آمده از این تحلیل با نتایج حاصل از روابط موجود همخوانی خوبی را نشان داد. برای بررسی پارامترهای موثر؛ با تغییر تعداد پره، دبی و سرعت دورانی تغییرات ضریب لغزش مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش تعداد پره، افزایش دبی و کاهش سرعت دورانی، ضریب لغزش افزایش می یابد و بالعکس. در ادامه به منظور بررسی میزان نزدیکی این نتایج به واقعیت، هندسه موجود به روش cfd نیز مورد تحلیل قرار گرفت، این تحلیل به دو صورت چرخ منفرد و چرخ همراه با ولوت انجام شد. ضریب لغزش در این روش با سنجیدن اختلاف فشار ورودی و خروجی (هد) بدست آمد و نتایج حاصل از این تحلیل نیز نزدیکی قابل قبولی با نتایج به دست آمده در مراحل قبلی نشان داد. در نتیجه به نظر می رسد استفاده از تحلیل جریان پتانسیل برای بررسی تخمینی جریان درون پمپ ها به طور عام و همچنین بررسی ضریب لغزش به طور خاص، مناسب باشد. سهولت حل عددی جریان پتانسیل با روش های عددی و همچنین عدم نیاز به منابع محاسباتی سنگین و یا کارهای آزمایشگاهی هزینه بر از مزایای این روش است.