Santrifüj pompadaki durgunluğun nümerik analizi

Abstract

IV ÖZET Yüksek Lisans Tez Özeti SANTRİFÜJ POMPADAKİ DURGUNLUĞUN NÜMERİK ANALİZİ K.Melih GÜLEREN Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman: Yrd.Doç.Dr. Ali PINARBAŞI Bu çalışmada difüzörlü bir santrifüj pompadaki akışın nümerik analizi gerçekleştirilmiştir. 5 adet geriye dönük kanata sahip çarktan oluşan ve 9 adet difilzöre sahip 890 d/dak çevresel hızla dönen 8 mm salyangoz kalınlığa sahip olan pompanın deneysel çalışması akış partikülünün resimlendirilerek hızını ölçme tekniğine dayanan PIV (Partide Image Velocity) yöntemi ile Amerika'daki Johns Hopkins Üniversitesi'nde gerçekleştirilmiştir. Aynı pompa için nümerik analiz bu çalışmada ortaya çıkmıştır. Pompa ilk önce 2 boyutlu olarak GAMBIT katı model ve ağ oluşturma programı ile modellenmiş ve analizi sonlu hacimler yöntemi ile gerçekleştirilen FLUENT programı ile 20 farklı debi değeri için gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucu 2 boyutlu model için pompa performans eğrisi ile verim eğrisi çıkarılmıştır. Daha sonra daha gerçekçi bir yaklaşım uygulanarak pompa 3 boyutlu modellenmiş ve 2 boyutlu model için yapılanlar bu model içinde yapılarak sonuçlar çıkarılmıştır. 2 boyutlu ve. 3 boyutlu model arasındaki temel farklılıklar ortaya konarak deneysel verilerle karşılaştırma yoluna gidilmiştir. Bu çalışmada ayrıntılı olarak akışın durgunluk bölgesine yakın olan taraflarında durulmuş, bunun yanında dizayn noktası ile dizayn altı ve üstü bölgeleri için de yapılan çalışmalar sergilenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Santrifüj Pompa, Durgunluk, Deneysel Analiz, PIV Tekniği, Nümerik Analiz, Sonlu Hacimler Yöntemi

SUMMARY M.S. Thesis NUMERICAL ANALYSIS OF ROTATING STALL IN A CENTRIFUGAL PUMP K.Melih GÜLEREN Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Supervisor: Yrd.Doç.Dr. Ali PINARBAŞI In this study, numerical analysis of the flow is presented for a centrifugal pump within vaned diffuser. The experimental study of the pump, which has 5 backward curved impeller blades, 9 diffuser vanes and 8 mm constant thickness volute and runs at 890 rpm, is made by PIV (Particle Image Velocity) technique at Johns Hopkins University in United States. Numerical analysis is revealed for the same pump in this study. At first, the pump is modelled as 2 dimensional by the solid model and mesh generation package program GAMBIT and it is analysed by the finite-volume code FLUENT for the 20 different flow rates. After these analyses, the performance and efficiency curves are shown. After that, the pump is modelled more realistically as 3 dimensional and analysed with the same methods what are done for 2 dimensional analysis. Numerical results are compared with the experimental ones by demonstrating the basic differencies between 2 and 3 dimensional models. In this study the flow is investigated in details at the rotating stall conditions, in addition to this the results for the design point, below and above- design points are also demonstrated. KEY WORDS: Centrifugal Pump, Rotating Stall, Numerical Analysis, Experimental Analysis, PIV Technique, Numerical Analysis, Finite Volume Method