Santrifüj Pompa Salyangozu İçerisindeki Sıkıştırılamaz Akışın Üç Boyutlu Sayısal Analizi

Abstract

Bu çalışma, santrifüj pompa salyangozu içerisindeki akış yapısının sayısal yöntemlerle üç boyutlu olarak analizini açıklamaktadır. Bu akış yapısının, salyangozun dizayn parametreleri ile olan ilgisi, sayısal teknikler kullanılarak açıklanmaya çalışılmıştır. Sayısal akışkanlar dinamiğinin yöntemleri kullanılarak geliştirilen üç boyutlu Euler denklemlerini çözen bilgisayar programının içeriği açıklanarak algoritmanın nasıl kurulması ve ne tip hususların gözönüne alınıp hesabının yapılacağı konusu aydınlatılmıştır. Üç boyutlu salyangoz modellemelerinde çevrili akışın karmaşık yapısı tasarımın yapılmasını güçleştirmektedir. Bunun nedeni endüstriyel uygulamalarda geniş bir kullanım alanı olan salyangozların içerisindeki akış mekanizmasının sistematik olarak keşfedilememesidir. Dolayısıyla doğru bir tasarım için salyangoz içerisindeki akış karakteristiklerinin mutlak suretle bilinmesi gerekmektedir. Çalışmada öncelikle bazı basit geometriler için üç boyutlu Euler kod çalıştırılarak akış analizleri yapılmış daha sonra dikdörtgen ve trapezoid kesitli santrifüj pompa salyangozları içerisindeki akış çözülmüştür. Bulunan sonuçlar literatürdeki deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır.

This study reveals the numerical analysis of the three dimensional flow pattern in centrifugal pump volutes. Numerical techniques are used to explain how these flow structures are related with the geometrical parameters. The numerical method which is used to solve the 3D Euler equations is explained and so how the algorithm has to be build and which points have to be noticed is clarified. The complicated swirling motion inside three dimensional volutes makes the design of the volute very difficult. This is due to the fact that the flow mechanisms inside such volutes have not been investigated systematicaly up to now in spite of their wide spread usage in industrial applications. So the flow characteristics must be known inside the three dimensional volutes in order to make a true design. In the study, first the code is applied to some simple geometries in order to gain experience and to see the errors in the code. Then the numerical analysis of the flow in a rectangular and trapesoidal volute of a centrifugal pump is modelled. The results are compared with the experimental data.