تحليل جريان اسلاري و اثرات آن بر عملكرد پمپ گريز از مركز

كارشناسي ارشد

چكيده انتقال جريان‌هاي حاوي ذرات جامد (جريان اسلاري) در اكثر صنايع از جمله نفت و گاز، معادن، پتروشيمي و ... كاربرد وسيعي دارد. عمده صنايع براي انتقال جريان‌هاي اسلاري از پمپ‌هاي گريز از مركز اسلاري استفاده مي‌كنند ولي پيچيده و گران قيمت بودن اين نوع پمپ‌ها باعث شده‌است در اكثر صنايع خصوصاً صنايعي كه جريان اسلاري آن‌ها حاوي ذرات نرم مي‌باشد از پمپ‌هاي گريز از مركز غير اسلاري (مناسب آب خالص) استفاده كنند. در اين پايان‌نامه به بررسي و تحليل تجربي پمپ گريز از مركز حاوي جريان دوفازي جامد-مايع (اسلاري) پرداخته شده و اثرات ذرات نرم جامد (ماسه نرم و كرين فعال) از جمله غلظت، چگالي و سايز ذرات بر عملكرد پمپ بررسي مي‌گردد. نتايج تجربي نشان مي‌دهد با افزايش غلظت و چگالي و سايز ذرات هد پمپ كاهش پيدا مي‌كند و توان مصرفي پمپ نسبت به كاهش هد افزايش چشم‌گيرتري دارد و در نتيجه راندمان پمپ نيز كاهش پيدا مي‌كند. علاوه بر اين مشاهده گرديد در قسمت فشاري پره‌هاي پمپ خصوصاً ناحيه خروجي پره نسبت به ناحيه مكشي رنگ خوردگي (سايش) بيشتر مي‌باشد و اين رنگ خوردگي با افزايش غلظت افزايش مي‌يابد. در ادامه با بررسي مدل‌هاي دوفازي، پمپ‌گريز از مركز حاوي جريان اسلاري به روش حجم محدود و مدل اولر-اولر تحليل عددي شده و نتايج آن با نتايج تجربي جهت اعتبار سنجي مقايسه مي‌شود. نتايج عددي اثر افزايش غلظت، چگالي و سايز ذرات بر عملكرد پمپ مشابه نتايج تجربي مي‌باشد همچنين اين نتايج نشان مي‌دهد تراكم غلظت فاز جامد در ناحيه فشاري پمپ بيشتر مي‌باشد. در نهايت بمنظور افزايش هد و راندمان پمپ گريز از مركز با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي و الگوريتم استراتژي عقاب شكل پروانه پمپ بهينه سازي مي‌شود. پارامترهاي بهينه‌سازي پروانه پمپ شامل اندازه قطر لفاف داخلي، قطر دهانه مكش، قطر پروانه، عرض لبه خروجي و زواياي خروجي و ورودي پره مي‌باشد. نتايج بهينه سازي نشان مي‌دهد هد پمپ 85/3 متر و راندمان پمپ 33/3% افزايش مي‌يابد. علاوه براين مشاهده گرديد كانتورهاي فشار استاتيك پمپ بهينه نسبت پمپ اوليه از لحاظ كاويتاسيون بهبود يافته و كانتورهاي توزيع غلظت ذرات جامد پمپ بهينه نسبت به پمپ اوليه با درصد حجمي كم‌تري توزيع شده و يكنواخت‌تر مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: دوفازي اسلاري، پمپ، تحليل تجربي و عددي، بهينه سازي، شبكه عصبي.

189029

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر شهرام درخشان