بررسی عددی تأثیر افزودن پره‌های ثابت بر بهبود عملکرد پمپ معکوس سانتریفیوژ

Abstract

با تغییر الگوی مصرف انرژی همچنین مطرح شدن مباحث اقتصادی و زیست‌محیطی، تولید انرژی تجدیدپذیر در سراسر دنیا مورد توجه زیادی قرار گرفته است. نیروگاه‌های برقابی میکرو که از پمپ معکوس به جای توربین استفاده می‌کنند مزایای منحصربه‌فردی مانند هزینه پایین ساخت و نگهداری، زمان کوتاه راه‌اندازی دارند. در مطالعه حاضر، طراحی و شبیه‌سازی پمپ معکوس گریز از مرکز با استفاده از نرم‌افزارهای سی‌اف‌توربو و سی‌اف‌ایکس انجام شده است. گسسته سازی معادلات حاکم به روش حجم محدود صورت گرفته و مدل آشفتگی کا-امگا اس‌اس‌تی برای تحلیل عددی استفاده شده است. نمودارهای عملکردی پمپ معکوس شبیه‌سازی شده تطابق قابل قبولی با نتایج تجربی دارد. از آنجایی که پمپ‌ها برای کارکرد معکوس طراحی نشده‌اند و تجهیزی برای هدایت سیال خروجی از حلزونی به پروانه ندارند، تلفات قابل توجهی به خصوص در شرایط کاری خارج از طراحی اتفاق می‌افتد. به منظور بهبود عملکرد پمپ معکوس دیفیوزرهایی با پره برای به‌کارگیری در فضای بین پروانه و حلزونی طراحی شدند و به صورت عددی تأثیر تعداد پره‌های ثابت دیفیوزر بر محدوده کاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که پمپ معکوس با دیفیوزر 10 پره توزیع انرژی جنبشی آشفتگی یکنواخت‌تری دارد و محدوده کارکرد با راندمان بالای گسترده‌تری دارد. همچنین راندمان پمپ معکوس در نقطه طراحی 2٫7 درصد افزایش یافته است.