Design of a Very Low Specific Speed Pump
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Čerpadla s nízkými specifickými otáčkami nacházejí uplatnění v široké škále aplikací, ale trpí nízkou účinností a rizikem nestability křivky dopravní výšky. Tato disertační práce pojednává o vylepšení hydraulických parametrů čerpadla se specifickými otáčkami ns = 32. Práce se zaměřuje na průtok v oběžném kole a ve spirále, které jsou řešeny pomocí CFD. Průzkum literatury ukázal, že přidání mezilopatek do průtokového kanálu je účinný způsob, jak zlepšit neuspokojivé proudění obecně přítomné v oběžných kolech s nízkými specifickými otáčkami. Byla zkoumána poloha mezilopatky v kanálu a vliv počtu přítomných mezilopatek. Část výsledků je ověřena experimentálně v laboratoři fakulty. Rovněž je zkoumán tvar spirály a pozornost je věnována numerickému řešení proudění u stěn a jeho vlivu na simulaci. Po numerických výpočtech na třech různých spirálách je navržen nový tvar, který zlepšuje vypočtové parametry čerpadla při nízkém i vysokém průtoku.
Low specific speed pumps find applications in a broad range of domains, but suffer from a low efficiency and a risk of head instability close to shut-off. This dissertation discusses hydraulic performance improvement of a pump with a specific speed ns = 32. The work focuses on the flow in the impeller passage and the volute and is analyzed by means of CFD and experiments. A literature survey showed that the addition of splitter blades in the flow passage is an efficient way to improve the unsatisfactory flow generally present in low specific speed impellers. Investigations have been made on the position of a splitter blade in the flow passage and on the influence of the number of present splitters. Part of the results are verified experimentally in the laboratory of the faculty. The design of the volute is also investigated, and attention is paid to the numerical wall-treatment and its impact on the simulation. After numerical computations on three different volutes, a new volute design is proposed to improve the performance of the pump at both low and high flow rates.
Low specific speed pumps find applications in a broad range of domains, but suffer from a low efficiency and a risk of head instability close to shut-off. This dissertation discusses hydraulic performance improvement of a pump with a specific speed ns = 32. The work focuses on the flow in the impeller passage and the volute and is analyzed by means of CFD and experiments. A literature survey showed that the addition of splitter blades in the flow passage is an efficient way to improve the unsatisfactory flow generally present in low specific speed impellers. Investigations have been made on the position of a splitter blade in the flow passage and on the influence of the number of present splitters. Part of the results are verified experimentally in the laboratory of the faculty. The design of the volute is also investigated, and attention is paid to the numerical wall-treatment and its impact on the simulation. After numerical computations on three different volutes, a new volute design is proposed to improve the performance of the pump at both low and high flow rates.
Description
Citation
CHABANNES, L. Design of a Very Low Specific Speed Pump [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
prof. Ing. Antonín Píštěk, CSc. (předseda)
RNDr. Milan Sedlář, CSc. (člen)
doc. Ing. Sylva Drábková, Ph.D. (člen)
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
Ing. David Štefan, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-12-16
Defence
Doktorand představil ve své prezentaci hlavní výsledky své práce, která je zaměřena na návrh radiálních čerpadel s nízkými specifickými otáčkami. Na otázky oponentů a v diskuzi členů komise potvrdil znalost problematiky i využití moderních metod řešení jak pro vlastní práci tak i další výzkum.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení