بررسی عددی ساختار جریان و عملکرد پمپ سانتریفیوژ با رخداد کاویتاسیون

در مقاله حاضر، به شبیه سازی عددی جریان به منظور شناسایی رخداد کاویتاسیون و جزییات شکل گیری و اثرات آن، درون پمپ سانتریفیوژ از نوع 250- 100 شرکت پمپیران شامل پروانه و حلزونی پمپ با نرم افزار انسیس سی -اف-ایکس پرداخته شده است. در شبیه سازی کاویتاسیون، جریان به صورت جریان دو فاز آب و بخارآب در نظر گرفته شده است. از معادله رایلی- پلاست جهت بررسی رشد و فروپاشی حباب بخار استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، منحنی های مشخصه پمپ از مطالعه حاضر استخراج و با نتایج مشابه تجربی مقایسه گردیده است که تطابق خوبی مشاهده می شود. به نحوی که میزان انحراف نتایج عددی حاضر با نتایج تجربی در دبی طراحی پمپ 5/6 درصد می باشد. مشخص می گردد که کاویتاسیون در فشارهای ورودی کمتر از 45 کیلو پاسکال رخ می دهد. با کاهش فشار ورودی از 40 کیلوپاسکال تا 20 کیلوپاسکال، میزان جدایش جریان نیز افزایش یافته و موقعیت آن از ابتدای پره به نواحی داخلی پره منتقل می شود. موقعیت رخداد کاویتاسیون در 14/0 تا 24/0 گذرگاه و همچنین ابتدای پره ها رخ می دهد که به نحوی کاویتاسیون لبه حمله به سمت مناطق داخلی پره انتقال می یابد. میزان کسر حجمی بخار در این قسمت ها به ترتیب از 04/0 به 96/0 افزایش یافته است. با رخداد کاویتاسیون در هد مکش مثبت خالص NPSH=1.52، افت 3 درصدی هد در نمودارها مشاهده می گردد.