بهينه سازي و جلوگيريي از كاويتاسيون اينديوسر پمپ گريز از مركز

كارشناسي ارشد

اينديوسرها قطعات مهمي هستند كه براي دستيابي به عملكرد مكش بالاتر در پمپ، در جلوي پروانه اصلي پمپ نصب مي‌‌گردند و با همان سرعت پروانه مي‌‌چرخد. اينديوسر ميتواند فشار ورودي به پروانه‌‌هاي پمپ را افزايش دهد و در نتيجه عملكرد مكشي توربوپمپ را بهبود ببخشد و با افزايش فشار موجب كاهش كاويتاسيون مي‌‌گردد، كه در نتيجه باعث بهبود عملكرد پمپ و افزايش عمر پمپ گردد. با توجه به اهميت اين موضوع به بررسي عملكرد اينديوسر پرداخته شده است. در كار حاضر شبيه‌‌سازي اينديوسر تحت دو حالت كاويتاسيوني و غيركاويتاسيوني به صورت سه بعدي با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي انجام شده است و نتايح آن با داده‌‌هاي آزمايشگاهي مقايسه شده است كه اين اختلاف بسيار اندك بوده است. در حالت عملكرد غير كاويتاسيوني در نقطه طراحي درصد خطا با داده‌‌هاي تجربي كمتر از 2 درصد و در حالت عملكرد كاويتاسيوني نسبت به داده‌‌هاي تجربي در حدود 3 درصد خطا وجود داشت كه اين اختلاف مربوط به افت‌‌هاي مكانيكي و لقي شعاعي نوك پره خواهد بود. در اين پژوهش ابتدا پارامترهاي مؤثر بر اينديسور شامل اثر لقي شعاعي نوك، سرعت دوراني، دماي سيال، پارامترهاي مدل كاويتاسيوني، زاويه ورودي پره و لغزشي بودن اينديوسر تحت دو شرايط كاويتاسيوني و غيركاويتاسيوني بررسي شده است. نتايج نشان داد كه با كاهش لقي شعاعي عملكرد پمپ در شرايط غير كاويتاسيوني بهبود پيدا كرده اما در شرايط كاويتاسيوني باعث تسريع در پديدار شدن حباب شده است. همچنين اين نتيجه حائز اهميت است كه با افزايش دما نقطه شكست كاويتاسيون كاهش مي‌‌يابد. در ادامه براي بهينه كردن اينديوسر با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي ارتباط بين پارامترهاي طراحي (زاويه ورودي نوك پره، زاويه خروجي نوك پره و نسبت قطر توپي به نوك) و توابع هدف به دست آمده و سپس با استفاده از بهينه‌‌سازي چند هدفه اينديوسر پمپ گريز از مركز بهينه گرديده است. با توجه به بهينه سازي چند هدفي مقدار عملكرد اينديوسر 22% ، بازدهي اينديوسر 7% و سرعت مكش مثبت مخصوص مورد نظر 21% بهبود پيدا كرده است.

190792

دانشگاه علم و صنعت ايران

هوافضا - آيروديناميك

دكتر محمدحسن شجاعي فرد