The Usage of Numerical Methods (HAD/CFD) in The Design of Centrifugal Pumps

Yıl 2021, Cilt: 62 Sayı: 705, 654 - 664, 08.12.2021

İsmail Ovalı , Öner Atalay , Ege Yılmaz

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.915123

Öz

Centrifugal pumps are widely used products in engineering field. It contains many different parameters according to the usage areas. At the design stage, many design parameters must be created for different flow rates and pump heads. According to the development of technology, the use of computer aided programs in the design process has become widespread. In this way, time is saved and cost is reduced. Computational Fluid Dynamics (HAD) or CFD analysis, as we are used to in a foreign language, is quite widely used in pump design. After product design and solid model generation, numerical analysis in the pump can be performed using analysis programs. The most important advantage over experimental methods is that the parameters can be changed in an unlimited number. The process can be continued until the desired values are obtained. In the light of the information obtained with the help of a computer, production and use processes can be switched. In this study, a sample centrifugal pump is considered and the numerical analysis steps are explained respectively. The methods and admissions used in the program are considered according to general literature knowledge. The methods to be applied are unlimited and solution networks can be expanded by different ways if wanted.

Anahtar Kelimeler

CENTRIFUGAL PUMP, DESIGN, HAD/CFD

Santrifüj Pompa Tasarımında Sayısal Yöntemlerin (HAD/CFD) Kullanımı

Öz

Santrifüj pompalar mühendislik alanında yaygın olarak kullanılan ürünlerdir. Kullanım alanlarına göre çok farklı parametre içermektedir. Tasarım aşamasında ise farklı debiler, basma yükseklikleri için bir çok dizayn parametresi oluşturulması gerekmektedir. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte bilgisayar destekli programların tasarım sürecinde kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu sayede hem zamandan tasarruf sağlanmakta hem de maliyet azaltılmaktadır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) veya yabancı dilden alıştığımız şekliyle CFD analizleri pompa tasarımında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Ürün tasarımı yapıldıktan ve katı model oluşturulduktan sonra analiz programları kullanılarak pompa içindeki sayısal analizler yapılabilir. Burada deneysel metotlara göre en önemli olan avantaj ise parametrelerin sınırsız sayıda değiştirilebilir olmasıdır. İstenilen değerler elde edilinceye kadar süreç devam ettirilebilir. Bilgisayar yardımıyla elde edilen bilgiler ışığında üretim ve kullanım süreçlerine geçilebilir. Bu çalışmada örnek bir santrifüj pompa ele alınarak sayısal analiz adımları sırasıyla açıklanmıştır. Program içinde kullanılan yöntem ve kabuller genel literatür bilgisine göre ele alınmıştır. Uygulanacak yöntemler sınırsız olup istenildiği takdirde farklı yollar ile çözüm ağları genişletilebilir.

Anahtar Kelimeler

SANTRİFÜJ POMPA, TASARIM, HAD/CFD

Kaynakça

• Nataraj, M., Ragoth Singh, R. Analyzing pump impeller for performance evaluation using RSM and CFD, Desalination and Water Treatment, 1-10, 2013.
• Parlak, Z. 2016. En uygun çark tasarımı ile bir santrifüj pompa performansının iyileştirilmesi, Sakarya Üniversitesi Fen Bil Der, Cilt 20, Sayı 3, 667-676.
• Jin, J., Fan, Y., Han, W., Hu, J. 2012. Design and Analysis on Hydraulic Model of The Ultra -low Specific-speed Centrifugal Pump, Procedia Engineering, 31, 110 – 114.
• Bacharoudis, E.C., Filios, A.E., Mentzos, M.D., Margaris, D.P. 2008. Parametric Study of a Centrifugal Pump Impeller by Varying the Outlet Blade Angle, The Open Mechanical Engineering Journal, 2, 75-83.
• Karamanoğlu Y., Mobedi M., Ertöz A.Ö. 2006. Pompa Tasarımının Gelistirilmesinde Hesaplamalı Akıskanlar Dinamiğinin Kullanılması, Tesisat Mühendisliği Dergisi, 91, 46-55.
• Şenol G.K., Karakuş C. 2017. Pompa ve Pompaj Sistemlerinde Enerji Tasarrufu Uygulamaları, Mühendis ve Makina, 58, 687, 1-16.
• https://grabcad.com/library/tag/pump: son erişim tarihi:01.04.2021
• https://www.engineeringtoolbox.com/water-density-specific-weight-d_595.html: son erişim tarihi:01.04.2021