مطالعه کاویتاسیون در پمپ های تزریق آب فشار بالا

 

Cavitation Study In A High Pressure Water Injection Pump

مطالعه کاویتاسیون در پمپ های تزریق آب فشار بالا

- منبع شکل فوق از متن مقاله می باشد.

پمپ های با انرژی بالا (High Energy) اغلب در سرعت های بالا و در طراحی های فشرده با تعداد طبقات کم کار می کنند. دراین پمپ ها می بایست به کاویتاسیون توجه ویژه ای کرد زیرا کاویتاسیون به سرعت پمپ وابسته است. در این مقاله مطالعه ای موردی در خصوص مشکل کاویتاسیون در پمپ های تزریق آب فشار بالا انجام شده است.

Download Link:

Cavitation Study In A High Pressure Water Injection Pump
حجم: 1005 کیلوبایت

Numerical Prediction Of Cavitation In Pumps

Numerical Prediction Of Cavitation In Pumps

 

ABSTRACT
With the increase in power per unit of volume for modem pumps, driven by manufacturing costs reduction, cavitation becomes more arid more the main limiting factor in pump design. The classical one-dimensional design rules applied for decades are no longer sufficient, and for this reason, there is a strong need for more accurate numerical tools to predict the cavitation behavior of pumps.
An original cavitation prediction method is presented and its results are compared to experimental data for five pumps of specific speeds from 15 to 125 (775 to 6500 US units). The numerical method introduced in this paper for the prediction of the cavitation development in pumps is a simplified version of a previously developed program successfully used in similar cases. Motivation for this simplification was to allow the program usage during the design process of suction impellers. The accuracy of this simplified method as well as its usage as a design tool is discussed. 

Download Link:

Numerical Prediction Of Cavitation In Pumps
حجم: 687 کیلوبایت

Computational Fluid Dynamical Analysis Of Complex Internal Flows In Centrifugal Pumps

Computational Fluid Dynamical Analysis Of Complex Internal Flows In Centrifugal Pumps

 

ABSTRACT 

A commercial computational fluid dynamics (CFD) computer code was employed to compute the flow field from 105 percent down to 21. percent of the 4525 gpm BEP flow rate of a 1785 rpm, 1500 specific speed impeller of 13,000 suction specific speed. Suction and discharge recirculation were both computed, and the results agreed in all details that have also been observed experimentally. The insights gained from these computations led to the design and construction of a new impeller aimed a smoother minimum flow operation. The same code was then applied to the computation of the highly three-dimensional flow field of the diffusing crossover of a 325 gpm, 3580 rpm, 900 to 1000 specific speed multistage volute pump. Flow distortions produced by this crossover were computed at the outlet to the impeller of the succeeding stage, and the effects on performance were estimated. Candidate improvements to the crossover were evaluated with the same code, illustrating the utility of CFD as a design and improvement tool. This tool can be used to improve pump performance and reliability in many different areas. 

Download Link:

Computational Fluid Dynamical Analysis Of Complex Internal Flows In Centrifugal Pumps
حجم: 369 کیلوبایت

Centrifugal pump vibration caused by super synchronous shaft instability

Centrifugal pump vibration caused by super synchronous shaft instability

(Use of pump-out vanes to increase shaft instability)

ارتعاشات در پمپهای سانتریفوژ به علت ناپایداری ناشی از چند برابری فرکانسی محور

(استفاده از پره های پشت پروانه  برای افزایش پایداری محور)

در بسیاری موارد ارتعاشات پمپهای سانتریفوژ ناشی از پدیده همفرکانسی است. در این مقاله برای نشان دادن این موضوع، رهنمودهایی به منظور شناسایی و ارزیابی شدت آن ارائه شده است. با این وجود، پدیده های دیگری بجز همفرکانسی همانند باز چرخش، Stall، و ناپایداری محور میتواند باعث بروز ارتعاش شود. این نوع از ارتعاشات را با آسانی نمیتوان پایش کرد. مطلبی که در اینجا مورد بحث قرار گرفته است اندازه گیری در سایت و تحلیل داده ها با کامپیوتر است که برای بدست آوردن ارتعاشات ناشی از فرکانس چند برابر محور (super synchronous) در دو پمپ افقی دو طبقه و عمودی یک طبقه انجام شده است. 

دریافت فایل

Centrifugal pump vibration
حجم: 2.18 مگابایت

Pump Handbook

Pump Handbook

Igor J. Karassik

 

 

این کتاب یکی از منابع معتبر در زمینه تکنولوژی پمپ ها می باشد که با رویکردی عملی به این موضوع پرداخته است. در خصوص این کتاب در سایت Google book آمده است:

"این هندبوک از سری هندبوک های انتشارات McGraw-Hill's بوده که اطلاعات عملی در خصوص طراحی، کاربرد، مشخصات، نحوه خرید، عملکرد عیب یابی و تعمیر و نگهداری تمامی انواع پمپ ها در آن گردآوری شده است. این کتاب ابزاری اساسی برای مهندسین در گستره وسیعی از صنایع می باشد، برای تمامی کسانی که متخصص پمپ هستند و به علاوه برای کسانی که نیاز به آشنایی با تکنولوژی پمپ دارند. این کتاب حاصل مشارکت بیش از 75 نفر از متخصصین و افراد حرفه ای در زمینه تکنولوژی پمپ می باشد."

Download Link:

Pump Handbook
حجم: 29.4 مگابایت

Cavitation and Recirculation Field Problems

Cavitation and Recirculation Field Problems

- شکل فوق از متن مقاله می باشد.

مساله کاویتاسیون و چرخش سیال در پروانه پمپ سانتریفوژ از مسایل مهمی است که بر عملکرد پمپ ها و قابلیت اطمینان آنها به شدت اثر گذار می باشد و طراحان پمپ ها و همچنین کسانی که در زمینه انتخاب پمپ ها فعال هستند می بایست به اثر این موارد آگاه بوده و آنها را لحاظ نمایند. در این مقاله به این مباحث پرداخته می شود.

Download Link:

Cavitation and Recirculation Field Problems

حجم: 1.69 مگابایت

Pump casing

 پوسته پمپ

در استاندارد HI پوسته پمپ, بخشی از پمپ که شامل محفظه اطراف چرخ و حلزونی و یا دیفیوزر است تعریف شده است.

 

در استاندارد API 610 : تعریف پوسته (تحت) فشار (محفظه تحت فشار) (Pressure Casing) به کار رفته است. طبق این تعریف تمام اجزا ثابت پمپ, به جز قسمتهای ثابت و دوار آب بند مکانیکی به عنوان پوسته (تحت) فشار (محفظه فشار) تعریف می‌شوند.

به طور کلی پوسته پمپ قسمتی از پمپ است که اجزائی مانند چرخ, حلزونی یا دیفیوزر, آب بندها و در مورد پمپهای چند طبقه قسمتهای جداکننده طبقات را در خود جای می دهد و فشار درون پمپ را حفظ و تحمل می کند.

 

1-  پمپهای پوسته حلزونی (Volute)

دراین گروه از پمپها در اطراف چرخ پوستة حلزونی شکل قرار دارد. به همین علت به این پمپها پمپ حلزونی می گویند. وظیفه حلزونی در پمپ جمع آوری سیال از اطراف چرخ و تبدیل انرژی جنبشی سیال به فشار می باشد.

سطح مقطع حلزونی از نقطه شروع تا انتهای °360 دوران آن به دور چرخ زیاد می شود تا اینکه در انتهای سطح مقطع حلزونی به اندازه سطح مقطع دهانه تخلیه می رسد.

به لبه‌ای که بخش ابتدایی (شروع حلزونی) را از قسمت تخلیه جدا می کند دماغه حلزونی (Tongue of Volute) یا (Cutwater) می گویند.

 

 

 

شکل 1 : برش عرضی حلزونی

حلزونی ها را با سطح مقطع های دایره‌ای, مستطیلی, ذوزنقه‌ای و غیر می سازند شکل2 . حتی بعضی مواقع چرخ وارد حلزونی می شود و یا حلزونی در یک سمت چرخ قرار می گیرد.

 

شکل 2 : انواع سطح مقطع حلزونی

 

 

1-1- نیروهای شعاعی

در پمپها حلزونی ساده هنگامی که پمپ در نقطه راندمان بهینه کار می کند, فشاری یکنواخت و یا تقریباً یکنواخت بر روی چرخ اعمال می شود. ولی هنگامی که نقطه کاری پمپ در نقطه راندمان بهینه قرار نمی گیرد, فشار اطراف چرخ دیگر یکنواخت نبوده و در نتیجه نیروی عکس العمل (F) به وجود می آید.

مقدار نیروی عکس‌العمل شعاعی برای دبی های مختلف تابعی از ارتفاع کل پمپ, عرض و قطر چرخ می باشد. بنابراین مقدار نیروی شعاعی در پمپهایی که دارای ارتفاع تولیدی بالا و چرخهایی با عرض و قطر زیاد می باشند, زیادتر از پمپهایی با ارتفاع کم و ابعاد چرخ کوچکتر است. حالتی که مقدار نیروی شعاعی در آن صفر باشد ممکن نیست. هنگامی که پمپ در نقطه راندمان بهینه کار   می کند حداقل نیروی شعاعی وجود دارد.

به دلیلی اینکه بسیاری از پمپها در شرایطی کار می کنند که در نقطه راندمان بهینه آنها نیست, نیاز به روش طراحی وجود دارد که پمپ را با شرایط کاری سازگار کند. برای این منظور دو راه درنظرمی گیرند راه اول استفاده از محور ویاتاقانهایی است که تحمل بارهای زیاد را دارند از این روش برای پمپهایی که مقدار ارتفاع آنها کم است استفاده می شود و برای پمپهای بزرگ و با ارتفاع بالا اقتصادی نمی باشد.

 

 

 

شکل 3: توزیع فشار در اطراف حلزونی در دو حالت متوازن(سمت چپ)و نا متوازن(سمت راست)

 

راه دوم استفاده از طرحی برای پوسته است که مقدار نیروی عکس‌العمل ایجاد شده در آن دارای مقدار کمتری می باشد. یکی از این طرحها طراحی پوسته به شکل ظرف حلزونی مضاعف (Double Volute) است. در این طرح پوسته پمپ از دو حلزونی با قوس 180 درجه تشکیل شده که نقطه شروع حلزونی دوم 180 درجه بعد از نقطه شروع حلزونی اصلی است و مسیری هر دو حلزونی را به دهانه تخلیه متصل می کند. خنثی کردن نیروهای شعاعی اساس کار این طرح می باشد.

 

 

شکل 4 : حلزونی مضاعف  (Double Volute)

 

با وجود اینکه نیروهای شعاعی در هر دو قوس 180 درجه از حلزونی ها وجود دارد, ولی این نیروها تقریباً با هم برابر و در خلاف هم هستند, در نتیجه مقدار نیرویی که به یاتاقانها و محور وارد می‌شود, مقدار کمتری خواهد داشت.

بعضی از طبقات پمپهای چند طبقه را می توان به صورت حلزونی مضاعف ساخت. در این پمپها حلزونی علاوه بر تبدیل انرژی جنشی به فشار, جهت جریان آب را 180 درجه تغییر داده و وارد مرحله بعد می کند.

 

 

شکل 5 : شکل حلزونی مضاعف در پمپ های چند طبقه. نمای روبرو(در سمت چپ) نمای پشت در (سمت راست)

 

 

شکل 6 : مقایسه نیروهای شعاعی در انواع حلزونی ها.

 

 

2- دیفیوزر(Diffuser)

سیالی که از دورن چرخ خارج می شود دارای انرژی جنبشی و پتانسیل می باشد. چون افت فشار در مجاری عبور سیال با مجذور سرعت سیال رابطه دارد, مطلوب است که سرعت سیال درون پمپ کاهش یافته و مقدار فشار آن افزایش یابد. به این ترتیب مقدار راندمان پمپ افزایش می یابد. نقش دیفیوزر این است که سرعت سیال در خروج از چرخ را با حداقل تلفات ممکن, تا سرعت کوچکتری در ورود به جمع کننده کاهش دهد. در واقع دیفیوزر یک کانال ساکن با پره ویا بدون پره است که بین چرخ و جمع کننده قرار می گیرد و با ازدیاد سطح مقطع سرعت جریان کاهش و فشار افزایش می یابد.

Design of Pump Casings

Design of Pump Casings: Guidelines for a Systematic Evaluation of Centrifugal Pump Pressure Boundary Failure Modes and their Mechanisms

 

طراحی پوسته پمپ

دستورالعمل ارزیابی سیستماتیک شکست های محدود تحت فشار پمپ و مکانیزم های آن

 

- تصویر فوق مربوط به متن این مقاله می باشد.

در این نوشتار به تکنیک های طراحی پوسته پمپ ها پرداخته می شود. مابین این روش ها طراحی مقایسه صورت گرفته و پیچیده ترین آنها با جزییات شرح داده می شود.

Download Link:

Design of Pump Casings
حجم: 456 کیلوبایت

Centrifugal Pumps Handbook

Centrifugal Pumps

Second edition

Johann Friedrich Gülich

Download link:

Centrifugal Pumps
حجم: 18.2 مگابایت

Centrifugal pump design and application

 

Centrifugal pump design and application

By: Val. S. Lobanoff

Robert R. Ross

این هندبوک از یکی از معتبرترین کتاب ها در زمینه طراحی پمپ های سانتریفوژ می باشد که در بین طراحان پمپ به هندبوک لوبانف شهرت دارد.  این کتاب شامل مباحث طراحی هیدرولیکی و مکانیکی پمپ های سانتریفوژ و همچنین مبحث کاربرد آنها می باشد. در بخش پابانی کتاب هم به بحث افزایش طول عمر پمپ و بهبود عملکرد پمپ ها پرداخته شده است.

Download Link:

01-Centrifugal pump design and application-Part 1
حجم: 5.44 مگابایت

02-Centrifugal pump design and application-Part 2
حجم: 13.4 مگابایت

03-Centrifugal pump design and application- Part 3&4
حجم: 15 مگابایت