Sirkülasyon pompası tasarımı ve HAD yöntemi ile performans analizi
Circulation pump design and performance analysis using CFD technique
- Tez No: 479877
- Danışmanlar: PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Bu çalışmada, tasarım girdileri mevcut bir sirkülatör pompasının hidrolik tasarımı yapılmıştır ve değişik parametrelerin farklı değerlerinde sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Sayısal simülasyon sonuçlarını doğrulamak için bir pompa test düzeneği kurulmuştur. Mevcut bir pompadan deneysel ölçümler alınmıştır. Tasarım için analitik ve ampirik ifadeler kullanılmıştır. Tasarlanan pompanın performans karakteristik parametreleri, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı olan ANSYS CFX kullanılarak analiz edilmiştir. Simulasyonlarda akışın kararlı, türbülanslı ve sıkıştırılamaz olduğu kabul edilmiştir. Sayısal çözümde Reynolds ortalamalı Navier-Stokes (RANS) denklemleri ve shear stress transport (SST) türbülans modeli kullanılmıştır. Sayısal çözümleri doğrulamak için mevcut pompadan elde edilen deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sayısal çözümlerin doğrulanmasının ardından, tasarlanan pompanın simulasyonları, pompanın spiral gövdesinin akışa dik kesit alanının %90, %100, %110 oranları ve farklı debi ve çark dönme hızları (2800, 3500, 4200, 4900 ve 5600 dev/dak) için yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, spiral gövdenin akışa dik kesit alanının ve çark dönme hızının pompa performansını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Spiral gövdenin akışa dik kesit alanının artışıyla, pompa performans eğrisindeki maksimum değer, tasarım debisinden daha yüksek debi değerlerinde gerçekleşmiştir. Akışa dik kesit alanının azalmasıyla, maksimum verim değeri tasarım debisinden daha küçük debi değerlerinde gerçekleşmiştir. Ayrıca, akışa dik kesit alanı artışı, debinin tasarım noktası debisinden daha yüksek debilerde olması durumunda, basma yüksekliği kazancı sağlamıştır. Diğer taraftan spiral gövdenin akışa dik kesit alanındaki azalma bu etkiye ters etki etmiştir. Bunun yanında çark dönme hızının, tasarım girdisi dönme hızından yüksek ve düşük değerlerinde pompa performansı azalmıştır. Yapılan simülasyon sonuçlarından, tasarlanan pompanın en verimli çalışma noktasında en yüksek pompa performansının, spiral gövdenin akışa dik kesit alanının tasarım değerinin %90 oranı ve çark dönme hızının tasarım girdisi değeri olan 4200 dev/dak değeri için gerçekleşeceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, hydraulic design of circulator pump whose design inputs are available, was carried out and numerical simulations were performed for different values of different parameters. A pump test setup was constructed for verification of the numerical simulations results. Experimental measurements were performed using an existing pump. For design, analytical and emprical expressions were used. Pump characterization parameters of the designed pump were analysed numerically by using ANSYS CFX computational fluid dynamic (CFD) code. The flow is assumed to be steady, turbulent and incompressible for all simulations carried out. Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations and the shear stress transport (SST) turbulent model were used for numerical solutions. To verify the numerical results, the experimental and the numerical results obtained for the existing pump were compared. After verifying numerical solution, simulations for the designed pump were carried out with the volute areas of 90%, 100% and 110% of the design value volute cross-sectional area at different rotational speeds (2800, 3500, 4200, 4900 and 5600 rpm) and volumetric flow rates. The results of the simulations showed that the cross-sectional area of the pump volute and rotation speed of impeller significantly affects the pump performance. With increasing the cross-sectional area of the pump volute, the maximum point at the pump performance curves occures at the flow rates higher than the design flow rate. With decreasing the cross-sectional area, the maximum efficiency value occurs at the flow rates lower than the design flow rate. The increase in the volute cross section also provides head gain at flow rates which are higher than the design point flow rate. On the other hand, the reduction on the volute cross-sectional area affects this trend in reverse. In addition, the pump performance decreases for the values of rotation speed of impeller which is higher and lower than the design value. The simulations results demonstrates that the best pump performance at the best efficiency point will occur at the volute cross-sectional area which is 90% of the design value and 4200 rpm rotation speed of impeller which is a design input.
Benzer Tezler
- Sirkülasyon pompasında rotor ve sürücüyü soğutan dış yüzey kanatçık konfigürasyonunun sistem verimliliğine etkisi
Effect of external surface fin configuration that cools the rotor and driver in the circulation pump on system efficiency
GÜLÜZAR AYDOĞDU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KARSLİ
- Design, construction and performance evaluation of a centrifugal pump for an energy efficient dishwasher
Enerji verimli bir bulaşık makinesi için santrifüj bir pompa tasarım, konstrüksiyon ve performans değerlendirmesi
DORUK TURGUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAHRAMAN ALBAYRAK
- Santrifüj kalp destek pompası tasarımı ve nümerik analizinin yapılması
Design and numerical analysis of a centrifugal heart assist pump
ÖMER İNCEBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. RAFET YAPICI
- Bir konutun ısıtılması ve soğutulmasında güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu sistemlerin kullanılması
Heating and cooling with solar absorption systems in a residential application
BİLSAY PASTAKKAYA
- Sirkülasyon pompası uygulamalarında kalıcı mıknatıslı senkron motorun vektör kontrolü ve EEI optimizasyonu
Vector control of pmsm in circulation pump application and an adaptive approach for EEI optimization
MUTULLAH EŞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU