Numerical investigation of two-phase flow characteristics in centrifugal pumps
Santrifüj pompalarda iki fazlı akış özelliklerinin sayısal incelenmesi
- Tez No: 848998
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASER ALAIWI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Özellikle petrol ve gaz endüstrisindeki önemli uygulamaları nedeniyle iki fazlı pompalama birçok çalışmanın konusu olmuştur. Bu çalışma, 2500 rpm dönüş hızında ve 100000 Pa giriş basıncında, yedi kanatlı bir santrifüj pervane içindeki iki fazlı akışın sayısal bir incelemesini içerir. Simülasyon, akış hızı, gaz hacim fraksiyonu GVF ve gaz hacim fraksiyonunun etkisinin araştırılmasını içerir. Pompa performans eğrilerindeki kabarcık boyutları ve ayrıca pervane boyunca faz dağılımı. Simülasyonda 2,4, 3,1, 3,9 ve 4,6 kg/s'lik dört akış hızı değeri, 0,1, 0,15, 0,2 ve 0,3'lük dört GVF değeri ve 0,1, 0,2, 0,3 ve 0,5 mm'lik dört kabarcık boyutu dikkate alınmıştır. Yönetim denklemi ve türbülans kinetik enerji dağılımı (k - ε) modeli, ANSYS yazılımı kullanılarak çözülür. Sonuçlar, akış hızının arttırılmasının, tek ve iki fazlı işlemlerde pompa yükünde ve hidrolik verimde bir azalmaya yol açtığını, iki fazlı durumda ise performansın azaldığını göstermektedir. GVF ve kabarcık çapının artması, basma yüksekliği ve verimliliği de önemli ölçüde etkiler. GVF'nin 0,1'den 0,3'e arttırılması, basma yüksekliğinin yaklaşık %26 oranında azalmasına ve hidrolik verimliliğin %25'e kadar azalmasına neden olur. Kabarcık boyutunun etkisi ise akış hızına ve kabarcık çapına bağlıdır. Düşük akış hızları için kabarcık çapının arttırılmasıyla pompa performansında önemli bir azalma rapor edilirken, yüksek akış hızları için, özellikle büyük kabarcık boyutlarında yalnızca sınırlı bir etki gözlemlendi. Yüksek GVF ve kabarcık çapları durumunda pervane kanadının giriş üst basınç tarafında gaz cebi oluşumu görselleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to its important applications, particularly in the oil and gas industry, two-phase pumping has been the subject of several studies. This study includes a numerical investigation of two-phase flow inside a centrifugal impeller with seven blades, at a rotational speed of 2500 rpm and an inlet pressure of 100000 Pa. The simulation includes investigating the effect of flow rate, gas volume fraction GVF, and bubble sizes on the pump performance curves and also on the phase distribution through the impeller. Four flow rate values of 2.4, 3.1, 3.9, and 4.6 kg/s, four GVF values of 0.1, 0.15, 0.2, and 0.3, and four bubble sizes of 0.1, 0.2, 0.3, and 0.5 mm are considered in the simulation. The governing equation and the turbulent kinetic energy dissipation (k - ε) model are solved using ANSYS software. The results show that increasing the flow rate leads to a decrease in the pump head and hydraulic efficiency under single- and two-phase operations, with reduced performance in the case of the two-phase condition. The head and efficiency are also significantly affected by increasing the GVF and bubble diameter. Increasing the GVF from 0.1 to 0.3 causes the head to decrease by about 26% and hydraulic efficiency by up to 25%. The impact of bubble size, on the other hand, depends on the flow rate and bubble diameter. A significant reduction in pump performance by increasing bubble diameter has been reported for low flow rates, while only a limited impact has been observed for high flow rates, particularly at large bubble sizes. Gas pocket formation has been visualized at the inlet upper pressure side of the impeller blade in cases of high GVF and bubble diameters.
Benzer Tezler
- Santrifüj pompa çarkındaki akış karakteristiklerinin HAD ve PIV Yöntemi ile incelenmesi
Investigation of flow characteristics in a centrifugal pump impeller by CFD and PIV Method
MUHARREM HİLMİ AKSOY
Doktora
Türkçe
2018
EnerjiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK KÖSE
- Investigation of bluff-body stabilized premixed flame dynamics using an in-house flow solver lestr3d
Küt cisim ile stabiılize edilmiş ön karışımlı alev dinamiklerinin özgün akış çözücüsü lestr3d ile incelenmesi
BURAKHAN ŞÜKÜROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Analysis of non-boiling gas-liquid two-phase flow through flow components: Experimental investigation and numerical modelling
Akış elemanlarında kaynamasız hava-su iki fazlı akışının analizi: deneysel inceleme ve sayısal modelleme
ERGİN KÜKRER
Doktora
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDİL ESKİN
- Bir ısı borusunun akış ve ısı transfer karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and heat transfer characteristics of a heat pipe
MEVLÜT EMRE ASLANTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGA DEMİRCAN
- Hermetik pistonlu bir kompresördeki yağlama sisteminin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of oil flow rate in a hermetic reciprocating compressor
MUSTAFA ÖZSİPAHİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ