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학술저널
저자정보
Runmei Ma (Beijing University of Chemical Technology) Tianxin Ma (Tianhua Research Institute of Chemical Machinery and Automation)
저널정보
한국유체기계학회 International Journal of Fluid Machinery and Systems International Journal of Fluid Machinery and Systems Vol.13 No.4
발행연도
2020.12
수록면
683 - 691 (9page)
DOI
10.5293/IJFMS.2020.13.4.683

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The impeller-volute interaction flow in centrifugal pump is influenced by the flow in impeller-tongue gap. In order to completely understand the mechanism of interaction between impeller-volute flow and impeller-tongue gap flow, a transient three-dimensional numerical simulation of the flow in a single stage centrifugal pump was carried out by applying sliding mesh approach and the standard k-ε turbulence model in CFD, and the derived transient flow data were time-averaged over a period of one blade passing the tongue. The analysis of the flow in the pump revealed that under off-design conditions, a reversed flow with lower pressure at small flowrates below the dutypoint or a stagnation region with higher pressure at high flowrates above the dutypoint appeared in the near tongue region in volute, which enhanced the asymmetric flow in impeller channels. It was consequently considered that the flow in impeller-tongue gap was a superposition of a drag flow by impeller and a pressure leakage flow driven by pressure difference between two sides of the tongue, and the pressure difference was zero at design condition, but increased with the deviation degree of the flow in impeller from the dutypoint. Under smaller flowrates, the gap leakage flow has direction opposite to that at higher flowrates, and affects much the volute flow. In the end, based on the analytical results, a semi-empirical model for the volute flow was deduced by one-dimensional flow continuity, and it may supply a reference for optimizing the flow in volute.
#Off-design condition #Coupled flow in impeller and volute #Impeller-tongue gap flow #Model of volute flow

목차

Abstract
1. Introduction
2. Numerical Simulation Method
3. Flow Field Analysis
4. Mechanism for Coupled Flow in Impeller and Volute
5. A Model for the Volute Flow with Interaction of Impeller-Tongue Gap Flow
6. Conclusions
References

참고문헌 (19)

참고문헌 신청
Guan X. F. / 1987 / Pump’s Theory and Design / Machinery Industry Press google schola Majidi K. / 2005 / Numerical Study of Unsteady Flow in a Centrifugal Pump / Journal of Turbomachinery 127(2):805~814 google schola Kean W. C. / 2011 / Numerical study of inlet and impeller flow structures in centrifugal pump at design and off-design Points / Journal of Fluid Machinery and Systems 4(1):25~32 google schola Davood Khoeini / 2018 / Enhancement of a Centrifugal Pump Performance by Simultaneous Use of Splitter Blades and Angular Impeller Diffuser / International Journal of Fluid Machinery and Systems 11(2):191~204 dbpia Barrio R. / 2010 / Numerical Analysis of the Unsteady Flow in the Near-Tongue Region in a Volute-Type Centrifugal Pump for Different Operating Points / Computers & Fluids 39(5):859~870 google schola

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