Studie vírových struktur vznikajících v důsledku vstupní recirkulace odstředivého čerpadla vyšších specifických otáček

Abstract

Předkládaná diplomová práce se zabývá efektem recirkulace přítomné v oběžném kole a jejím efektu na vstupní potrubí. Primárním cílem této diplomové práce je rozšíření porozumění tohoto efektu pro dané oběžné čerpadlo během různých snížených průtoků a porovnat vzory proudění a ostatní charakteristiky s nominálním průtokem. První část obsahuje teoretické shrnutí mechanismu stojícím za vznikem recirkulace a jejím vlivem na provoz čerpadla, jeho výkon a stabilitu. Ve druhé a hlavní části je vytvořena CFD analýza vstupního potrubí a její výsledky jsou vyhodnoceny za pomocí různých metod zahrnující i frekvenční analýzu z monitorů tlaku. Navíc je provedena POD dekompozice na rychlostní pole za účelem získání dominantních vlastních tvarů a jejich frekvencí. Na závěr je navržen způsob potlačení zvolené nežádoucí frekvence jako návrh pro další výzkum.

The thesis investigates the effect of recirculation presented in the pump impeller and its effect in the inlet pipe. Primary object of the thesis is to extend understanding of this phenomenon for given centrifugal pump at various lowered flow rates and to compare the flow patterns and other characteristics with nominal flow. First part presents a theoretical overview of the mechanism behind creation of recirculation and its influence on pump operations, performance and stability. In second and main part, CFD analysis of the inlet pipe is performed and its results are evaluated by various methods including frequency analysis from pressure monitors. Moreover, the POD decomposition method is applied to the velocity field in order to extract the most dominant modes and their frequencies. At the end, the way of supressing particular undesirable frequency is proposed as a suggestion for a following research.