NUMERICAL SIMULATION OF THE FLOW IN THE CENTRIFUGAL PUMP WITHIN VANE AND VANELESS DIFFUSER

Abstract

In this study, the flow in a 5-bladed centrifugal pump within vaned and vaneless diffuser is analyzed numerically. The method contains of assumption as steady, incompressible and viscous flow solved according to 2-D Navier-Stokes equations relating finite volume technique. The pump used in this study runs at 890 rpm, its impeller diameter is approximately 20 cm and it has back-swept blade geometry. The jet-wake flow structures within the impeller and diffuser passages are investigated elaborately and in addition to this, the effects of vaned and vaneless diffuser of the pump are analyzed. The results are shown as velocity vectors, pressure and turbulent kinetic energy distributions in centrifugal pump, beside the performance curves. Moreover, the results are compared with available experimental data which is seen good agreement.

Keywords

• Numerical simulation, Vane, Vaneless, Diffuser, Centrifugal pump

SANTRİFÜJ POMPANIN KANATLI VE KANATSIZ DİFÜZÖRÜNDEKİ AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada 5 kanatlı bir santrifüj pompanın kanatlı ve kanatsız difüzöründe akış karakteristiği sayısal olarak incelenmektedir. Kullanılan yöntem, kararlı, sıkıştırılamaz ve viskoz akış kabulüyle, 2-boyutlu Navier-Stokes denklemlerinin sonlu hacimler tekniğine uygun olarak çözülmesini içermektedir. Çalışmada kullanılan pompanın çalışma aralığı 890 d/dak, çark çapı yaklaşık 20 cm ve geriye dönük kanat geometrisine sahiptir. Kanatsız difüzör, paralel düzlemsel duvar tipi olup, kanatlı difüzör ise 9 kanatlı ve salyangoz çeperi ile kuşatılmıştır. Çark çıkışı ve difüzördeki jet ve çevrintili akış yapıları ayrıntılı olarak araştırılmış olup, kanatlı ve kanatsız difüzör durumunda pompa performansına olan etkileri irdelenmiştir. Sonuçlar, performans eğrilerinin yanında, difüzördeki hız vektörleri, eş basınç eğrileri ve türbülans kinetik enerji dağılımları olarak verilmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar, mevcut deneysel verilerle karşılaştırılarak aralarındaki paralellik araştırılmış olup büyük bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Sayısal simülasyon, Kanat, Kanatsız, Yayıcı, Santrifüj pompa