مطالعه عددی تأثیر تغییر هندسه پروانه بر بهبود عملکرد یک پمپ معکوس گریز از مرکز

Abstract

بکارگیری پمپ معکوس به جای توربین‌های سنتی در سامانه فشارشکن باعث کاهش هزینه‌های اولیه و زمان احداث نیروگاه می‌شود. اما تلفات قابل توجه در شرایط خارج از طراحی رخ می‌دهد زیرا پمپ برای کار در حالت معکوس ساخته نشده است. در این مطالعه طراحی و شبیه‌سازی پمپ معکوس گریز از مرکز به عنوان مهمترین بخش نیروگاه توسط نرم‌افزارهای CFturbo و CFX انجام شده است. گسسته سازی معادلات حاکم به کمک روش حجم محدود انجام شد و با توجه به ماهیت آشفته جریان در پمپ معکوس از مدل k-ω SST استفاده شده است. روند تغییرات نتایج حاصل از شبیه‌سازی هندسه اولیه پمپ معکوس اساساً با نتایج تجربی تطابق قابل قبولی دارد. تأثیر تغییر پارامترهای ضخامت پره، عرض ورودی پره و پره‌های جداکننده به صورت عددی در محدوده کاری پمپ معکوس مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که افزایش راندمان و ظرفیت تولید نیروگاه مدنظر است، انتخاب حالت بهینه تغییرات پارامترهای هندسی پروانه بر اساس تحلیل آماری دبی انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که باتغییر همزمان پارامترها، محدوده کارکرد با راندمان بالا و تولید برق نسبت پروانه اصلی افزایش می‌یابد. پروانه بهینه در محدوده QBEP0٫77 تا QBEP1٫2 عملکرد بهتری دارد و راندمان در نقطه طراحی 1٫92 درصد افزایش داشته است.