بررسی تجربی تاثیر نحوه تزریق گاز بر میزان تخلیه پمپ هوابرآ و بهبود عملکرد آن

Abstract

پیچیدگی رفتار جریان­های دوفاز در یک مجرای عمودی استوانه­ای و وابستگی میزان جریان مخلوط مایع-گاز خروجی به رژیم الگوی جریان از یک سو و وابستگی این الگو به چگونگی شرایط تزریق گاز به مجرای مذکور مورد تحقیق تجربی قرار گرفته است. عملکرد یک مجرای استوانه­ای دو فاز که در بسیاری از صنایع به عنوان پمپ هوابرآ شناخته می­شود، برغم سادگی ساخت و کاربرد آن، رفتاری کاملا وابسته به شرایط بهره­برداری دارد. در شرایط تزریق شدت جریان گاز ثابت برای آزمایشهای انجام شده در این تحقیق، تغییر بازده بیش از 32% مشاهده می­شود. به منظور بررسی دقیق عوامل موثر بر این رفتار پمپ هوابرآ و تاثیر الگوی جریان دو فاز در مجرای آن، نتایج تاثیر شدت جریان حجمی گاز تزریقی، نسبت غوطه­وری لوله تخلیه، قطر لوله و تعداد ورودی هوا بر مقدار شدت جریان خروجی و همچنین عملکرد پمپ به صورت آزمایشگاهی انجام و نتایج تجربی جمع بندی و ارائه شده است. نتایج، نشان دهنده تاثیر قابل توجه هریک از این عوامل بر عملکرد پمپ هوابرآ می­باشد؛ به­طوری که در آزمایشهای انجام شده کاهش قطرلوله ورودی تزریق هوا از قطر 8 به 5 میلیمتر، بهبود 75 تا 89 درصدی جریان خروجی را بسته به مقدار نسبت غوطه­وری لوله تخلیه نشان می­دهد. افزایش تعداد نقاط تزریق هوا در آزمایشها از یک به سه مجرا نیز سبب کاهش شدت جریان تخلیه به مقداری نزدیک به 40% می شود. کاهش تعداد ورودی هوا و مجرای تزریق گاز باعث افزایش شدت جریان آب خروجی از پمپ و در نتیجه بهبود عملکرد کلی پمپ در شرایط یکسان تغذیه هوا می شود. بر این اساس نتایج مذکور نشان دهنده افزایش کارایی پمپ هوابرآ، در شرایط تمرکز هندسی گاز تزریقی و بهبود شرایط لازم برای شکل­گیری الگوی جریان اسلاگ می­باشد.