Application of expeller vanes for balancing axial force in centrifugal pumps

• Autorzy: Szlaga Marek

Warianty tytułu

PL

Zmniejszanie siły osiowej za pomocą łopatek odciążajacych w pompach odśrodkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Application of expeller vanes is one of the solutions to reduce hydraulic axial force generated during centrifugal pump operation. This paper presents the cause of the occurrence of hydraulic axial thrust and method of calculating pressure distribution at the rear of the impeller used to design pump out vanes properly. The article reviews the methods of reducing pressure on the rear wall of the centrifugal pump's rotor using pump out vanes. It presents empirical formulae allowing calculation of pressure depending on the geometrical parameters of the blades. It illustrates results of pump out vanes CFD calculations and its validation by measurements. Numerical simulations of backswept expeller vanes were conducted to verify impact of vanes shape on rotation coefficient.

PL

Jednym z rozwiązań pozwalających na zmniejszenie hydraulicznej siły osiowej w pompie odśrodkowej jest zastosowanie łopatek odciążających. W pracy przedstawiono przyczynę powstawania hydraulicznego naporu osiowego oraz metodę wyznaczania rozkładu ciśnienia działającego na tylną tarczę wirnika, która wykorzystywana jest do prawidłowego projektowania łopatek odciążających. W artykule przedstawiono stosowane rozwiązania konstrukcyjne w zakresie łopatek odciążających pozwalające na zmniejszenie ciśnienia działającego na wirnik. Zaprezentowane zostały przedstawione w literaturze wzory empiryczne umożliwiające obliczanie ciśnienia działającego na wirnik w zależności od parametrów geometrycznych łopatek. W pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonych komputerowych symulacji przepływu i ich walidację z wynikami badań. Zaprezentowane zostały także wyniki obliczeń numerycznych dla łopatek zakrzywionych, aby zweryfikować wpływ kształtu łopatek na współczynnik krążenia.

Słowa kluczowe

EN

centrifugal pumps; expeller vanes; rotation factor

PL

pompy wirowe; pompy odśrodkowe; napór osiowy; siła osiowa; łopatka odciążająca; współczynnik krążenia cieczy

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 4
• Strony: 75--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Szlaga Marek

• student Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Pfleiderer C.: Die Kreiselpumpen fur Flüssigkeiten und Gase, 5. Aufl, Springer, Berlin, 1961.
• 2. Troskolański A.T., Łazarkiewicz S., Pompy wirowe, WNT, Warsaw (1973).
• 3. Jedral W., Metoda obliczania sił wzdłużnych w pompach wirowych, Przegląd Mechaniczny, Vol. 13, pp. 11÷14 (1992).
• 4. Jedral W., Rotodynamic Pumps, PWN, Warsaw (2001).
• 5. Gülich J.F., Centrifugal Pumps, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2014).
• 6. Möhring, U.K.: Untersuchung des radialen Druckverlaufes und des Drehmomentes im Radseitenraum von Kreiselpumpen bei glatter, ebener Radseitenwand und bei Anwendung von Rückenschaufeln. Diss. TU Braunschweig (1976)
• 7. Stepanoff A.J., Centrifugal and axial flow pumps. Theory design and application, J. Wiley Sons Inc., New York (1957).
• 8. Mortazavi F., Riasi A., Nourbakhsh A., Numerical Investigation of Back Vane Design and Its Impact on Pump Performance, Journal of Fluids Engineering 139 (12), (2017)
• 9. ANSYS, ANSYS Fluent Theory Guide”, ANSYS, Inc., Canonsburg (2013).
• 10. Poncet, S., Da Soghe, R., Facchini, B., RANS modeling of flow in rotating cavity system, V European Conference of Computational Fluid Dynamics, ECCOMAS CFD 2010, Lisbon, Portugal (2010).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).