مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه عددی تاثیر فاصله و زاویه میان هاب و شرود در گذرگاه خروجی ایمپلر یک طبقه از پمپ ESP

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه تربیت مدرس
2 استادیار دانشگاه تربیت مدرس
3 دانشجوی دکترا/دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
استفاده از پمپ‌های گریز از مرکز در صنایع نفتی کاربرد فراوان و نقشی حیاتی دارند. از این رو بهینه سازی پمپ‌های گریز از مرکز مورد استفاده در صنایع نفتی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله جریان سه‌بعدی در پمپ گریز از مرکز غوطه‌ور الکتریکی شبیه‌سازی عددی شده و اثر فاصله و زاویه میان هاب و شرود در کانال خروجی ایمپلر پمپ بر عملکرد آن ارزیابی شده است. هدف از این مقاله بررسی اثر تغییرات هندسی ایمپلر بر عملکرد و الگوی جریان درون یک طبقه از پمپ می‌باشد. مدل ارائه شده در این مقاله یک پمپ گریز از مرکز با سرعت دورانی 3500 دور بر دقیقه با شش پره ایمپلر و هشت پره دیفیوزر می‌باشد. این تحقیق با استفاده از نرم افزار سی.‌اف.‌ایکس انجام شده‌است. برای مد‌ل‌سازی حرکت ایمپلر و دیفیوزر از روش قاب‌های مرجع چندگانه و برای ارتباط میان آنها از رابط روتور ایستا بهره گرفته شد. همچنین با بکارگیری مدل آشفتگی کا امگا اس.‌اس.‌تی شبیه‌سازی انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش 8.25 درجه در زاویه میان هاب و شرود مقادیر هد و راندمان پمپ افزایش می‌یابند. همچنین نتایج نشان دادند که مقدار بهینه فاصله میان هاب و شرود با هدف بیشینه شدن همزمان هد و راندمان، 1 میلیمتر می‌باشد. تغییر همزمان دو پارامتر یک طبقه از پمپ باعث افزایش 7.6% هد و افزایش 1.65% راندمان شد، این تغییرات بیشتر به واسطه کاهش ناحیه جدایش جریان روی پره های دیفیوزر رخ داده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical study of the effect of angle and distance between hub and shroud at the output passage of impeller in one stage of ESP pump

نویسندگان English

Mahdi Hoseiniparast 1
Behzad Ghadiri 2
Saleh Fallah 3
1 Msc student/Tarbiat modares university
2 Tarbiat Modares University
3 Ph.D Candidate/Tarbiat modares university
چکیده English

The centrifugal pumps are widely used in the oil industry and play a vital role. Thus, performance optimization is very important in the centrifugal pumps. In this paper, 3-D flow of centrifugal ESP pump has been numerically simulated. This study aimed to investigate the geometrical variation effect on the performance and flow pattern inside one stage of the pump. For this purpose, the effect of distance and angle between hub and shroud at passage outlet of impeller on pump performance has been assessed. The presented model is centrifugal pump with 3500 rpm with six blades for impeller and eight blades for diffuser. The ANSYS-CFX software has been used in this investigation. In order to modeling the impeller and diffuser, movement the multi reference frame and for interconnection of them the frozen rotor is used. Furthermore, the K-ω sst turbulence model is applied. The results of simulation are well-adapted with experimental results. The result of this study disclosed that by increasing 8.25 degree of the angle between hub and shroud, the amount of head and efficiency rise up in the pump. It also shows that the optimum distance between hub and shroud by considering a goal of simultaneous maximizing of head and efficiency is 1 mm. Variation of two parameters of one stage of pump, simultaneously, cause to increase head by 7.6% and efficiency by 1.65%. These variations have been occurred due to the separation region of flow decrease on the surface of the diffuser blades.

کلیدواژه‌ها English

"ESP Pump"
"Oil pump"
"Impeller"
"Head"
"Efficiency"