Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi

3 1

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 71 Proje No: 117M072 Proje Bitiş Tarihi: 15.05.2020 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 19-03-2021

Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi

Öz:
Bu çalısmada Delale ve Pasinlioglu (2018) tarafından önerilen kabarcık gaz basıncı yasasıyla betimlenen ısıl sönüm mekanizmasını içeren Rayleigh-Plesset küresel kabarcık dinamigi denklemini esas alan bir hidrodinamik kavitasyon modeli insa edilmistir. Bu modeli sınamak üzere kavitasyonlu lüle akısı deneyleri yapılmıs, lüle içindeki kavitasyonsuz, zayıf kavitasyonlu ve kuvvetli kavitasyonlu akıs rejimleri yüksek hızlı kamerayla görüntülenerek kaydedilmis ve lüle cidarlarına yerlestirilen basınç sensörleriyle statik basınç degerleri ölçülmüstür. Elde edilen deney sonuçları, yeni hidrodinamik kavitasyon modelin sanki-birboyutlu sayısal sonuçlarıyla ve ticari yazılımlardaki basitlestirilmis kavitasyon modellerinin ikiboyutlu sayısal sonuçları karsılastırılmıstır. Böylece santrifüj pompalara uygulanmak üzere ticari yazılımlardaki Zwart vd. (2004) kavitasyon modeli en uygun model olarak seçilmis ve yeni kabarcık gaz basıcı yasasını içerecek sekilde iyilestirilmistir. Santrifüj pompa kavitasyon performans karakteristiklerinin tayini için ENPY (emmede gerekli net pozitif yük) degerleri küçük ve görüntü kaydına izin veren pleksiglas bir pompada kavitasyonlu akıs halinde deneyler yapılmıstır. Bu pompa için gerek deney sonuçları, gerek orijinal ve iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modellerinin sayısal benzetim sonuçları ENPY degerleri birin altına düstügünde kararsızlıklar göstermistir. Ancak kararızlıklar baslamadan ENPY degeri bir civarındayken iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modelinin sayısal sonuçları, orijinal modele kıyasla, az da olsa kavitasyon siddetinin arttıgını, böylece kavitasyon performansının düstügünü göstermistir. Bu sonucu daha belirginlestirmek üzere ENPY degerleri nispeten daha yüksek bir pompa tasarlanmıs ve orijinal ve iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modellerinin sayısal benzetim sonuçları karsılastırılmıstır. Bu durumda iyilestirilmis Zwart vd. modelinde kavitasyon performansının, orijinal modele kıyasla, belirgin olarak azaldıgı gösterilmistir.
Anahtar Kelime: pompa kavitasyon performansı. iyilestirilmis kavitasyon modelleri kabarcık gaz basıncı yasası

Erişim Türü: Erişime Açık
  • Arndt, R.E.A. 1981. “Cavitation in fluid machinery and hydraulic structures”, Annual Review of Fluid Mechanics, 13, 273-326.
  • 1- SANKI-BIR-BOYUTLU KAVITASYONLU LÜLE AKISLARININ YENI KABARCIK GAZ BASINCI YASASIYLA MODELLENMESI (Makale - Diger Hakemli Makale),
  • Brennen, C.E. 1994. Hydrodynamics of Pumps. Oxford: Oxford University Press.
  • 2- A Reduced Order Gas Pressure Law for Single Acoustic Cavitation Bubbles DOI: 10.1115/1.861851_ch7 (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
  • Brennen, C.E. 1995. Cavitation and Bubble Dynamics. Oxford: Oxford University Press.
  • 3- SANKI-BIR-BOYUTLU KAVITASYONLU LÜLE AKISLARININ MODELLENMESI (Bildiri - Ulusal Bildiri - Sözlü Sunum),
  • d’Agostino, L., Brennen, C.E. 1989 “Linearized dynamics of spherical bubble clouds”, Journal of Fluid Mechanics, 199, 155–176 (1989)
  • 4- KABARCIK DINAMIGI VE KAVITASYONLU AKISLARDAKI SONGELISMELER (Bildiri - Ulusal Konferans - Davetli Konusmacı),
  • Delale, C.F., Schnerr, G.H., Sauer,, J. 2001 “Quasi-one-dimensional steady-state cavitating nozzle flows”, Journal of Fluid Mechanics, 427, 167–204.
  • Delale, C.F. 2002 “Thermal damping in cavitating nozzle flows”, ASME Journal of Fluids Engineering, 124, 969–976.
  • Delale, C.F., Okita, K., Matsumoto, Y. 2005 “Steady-state cavitating nozzle flows with nucleation”, ASME Journal of Fluids Engineering, 127, 770–777.
  • Delale, C.F., Pasinlioğlu, ¸Ş., Başkaya, Z., Schnerr, G.H. 2014 “Semianalytical solution of unsteady quasi-one-dimensional cavitating nozzle flows”, Journal of Engineering Mathematics, 86, 49–70.
  • Delale, C.F., Pasinlioğlu, Ş. 2015 “First iterative solution of the thermal behavior of acoustic cavitation bubbles in the uniform pressure approximation”, Journal of Physics: Conference Proceedings, 656, Art. No. 012016.
  • Delale C.F, Pasinlioğlu Ş., 2018 “A Reduced Order Gas Pressure Law for Acoustic Cavitation Bubbles”, Proceedings of the 10th International Symposium on Cavitation (CAV2018) , (ed. Joseph Katz) 14-16 May 2018, Baltimore, USA.
  • Dupont, P. 2001. “Numerical Prediction of Cavitation in Pumps”, Proceedings: 18th International Pump Users Symposium, Houston, Texas.
  • Franc, J.P., Michel, J.M. 2004. Fundamentals of cavitation. Dordrecht: Kluwer. Fuster, D., Colonius, T. 2011 “Modeling bubble clusters in compressible liquids”, Journal of Fluid Mechanics, 688, 253–289.
  • Hammitt, F. 1980 Cavitation and Multiphase Flow Phenomena. McGraw-Hill. Ishii, R., Umeda, Y., Murata, S. Shishido, N. 1993 “Bubbly flows through a converging diverging nozzle”, Physics of Fluids A, 5, 1630-1643.
  • Japikse, D., Marscher, W.D., Furst R.B. 1997. Centrifugal Pump Design and Performance. Concepts. ETI.
  • Keller, J.B., Miksis, M.J. 1980. “Bubble oscillations of large amplitude," Journal of the Acoustical Society of America 68, 628-633.
  • Kubota, A., Kato, H., Yamaguchi, H. 1992 “A new modelling of cavitating flows: a numerical study of unsteady cavitation on a hydrofoil section”, Journal of Fluid Mechanics, 240, 59–96.
  • Lakshminarayana, B. 1982. “Fluid Dynamics of Inducers - A Review”, Journal of Fluids Engineering, 104, 411-427.
  • Luo, X., Ji, B., Tsujimoto, Y. 2016 “A review of cavitation in hydraulic machinery”, Journal of Hydrodynamics, 28, 335-358.
  • Niedzwidzka A., Schnerr G.H., Sobieski W. 2016 “Review of numerical methods of cavitating flows with the use of homogeneous approach”, Archives of Thermodynamics, 37, 71-88.
  • Nohmi, M. 2012 “A review of basic research on total prediction system for cavitation phenomena”, Proceedings: 8th International Symposium on Cavitation, Singapore.
  • Pasinlioğlu, ¸Ş., Delale, C.F., Schnerr, G.H. 2009. “On the temporal stability of steady-state quasi-1D bubbly cavitating nozzle flow solutions”, IMA Journal of Applied Mathematics, 74, 230–249.
  • Plesset, M.S., Prosperetti, A. 1977. “Bubble dynamics and cavitation”, Annual Review of Fluids Mechanics, 9, 145–185.
  • Preston A, Colonius T, Brennen C.E., 2002. “A numerical investigation of unsteady bubbly cavitating nozzle flows”, Physics of Fluids, 14, 300–311.
  • Preston, A., Colonius, T., Brennen, C.E. 2007. “A reduced-order model of diffusive effects on the dynamics of bubbles”, Physics of Fluids, 19, Art. No. 123302.
  • Rood, E.P. 1991. “Review – Mechanisms of cavitation inception”, Journal of Fluids Engineering, 113, 163-175.
  • Schnerr, G.H., Sauer, J. 2001. “Physical and numerical modeling of unsteady cavitation Dynamics”, Proceedings: 4th International Conference on Multiphase Flow (ICMF’01), New Orleans.
  • Singhal, A.K., Athavale, M.M., Li, H., Jiang, Y.2002. “Mathematical basis and validation of the full cavitation model”, Journal of Fluids Engineering, 124, 617–624.
  • Tangren, R. F., Dodge, C. H., Seifert, H. S. 1949 Compressibility effectsin two-phase flow”, Journal of Applied Physics, 20, 637-645.
  • Tsujimoto, Y., Kamijo, K., Yoshida, Y. 1993 “A theoretical analysis of rotating cavitation in inducers”, Journal of Fluids Engineering, 115, 135-141.
  • Van Wijngaarden, L. 1968. “On the equations of motion for mixtures of liquid and gas bubbles”, Journal of Fluid Mechanics, 33, 465–474.
  • Van Wijngaarden, L. 1972. “One-dimensional flow of liquids containing small gas bubbles”, Annual Review of Fluid Mechanics, 4, 369–396.
  • Visser, F.C. 2001. “Some user experience demonstrating the use of CFD for cavitation analysis and head prediction of centrifugal pump”, Proceedings: 4th ASME International Symposium on Pumping Machines, New Orleans, Louisiana.
  • Wang, Y.C., Brennen, C.E. 1998. “One-dimensional bubbly cavitating flows through a converging-diverging nozzle”, ASME Journal of Fluids Engineering, 120, 166–170.
  • Young, F. G. 1999. Cavitation. London: Imperial College Press.
  • Zwart, P.J., Gerber, G., Belamri, T. 2004. “A two-phase flow model for prediction cavitation dynamics”, Proceedings: 5th International Conference on Multiphase Flow (ICMF 2004), Yokohama.
APA DELALE C, PASİNLİOĞLU Ş, Ayder E (2020). Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. , 1 - 71.
Chicago DELALE Can Fuad,PASİNLİOĞLU Şenay,Ayder Erkan Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. (2020): 1 - 71.
MLA DELALE Can Fuad,PASİNLİOĞLU Şenay,Ayder Erkan Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. , 2020, ss.1 - 71.
AMA DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. . 2020; 1 - 71.
Vancouver DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. . 2020; 1 - 71.
IEEE DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E "Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi." , ss.1 - 71, 2020.
ISNAD DELALE, Can Fuad vd. "Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi". (2020), 1-71.
APA DELALE C, PASİNLİOĞLU Ş, Ayder E (2020). Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. , 1 - 71.
Chicago DELALE Can Fuad,PASİNLİOĞLU Şenay,Ayder Erkan Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. (2020): 1 - 71.
MLA DELALE Can Fuad,PASİNLİOĞLU Şenay,Ayder Erkan Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. , 2020, ss.1 - 71.
AMA DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. . 2020; 1 - 71.
Vancouver DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi. . 2020; 1 - 71.
IEEE DELALE C,PASİNLİOĞLU Ş,Ayder E "Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi." , ss.1 - 71, 2020.
ISNAD DELALE, Can Fuad vd. "Santrifüj Pompa Kavitasyon Performans Karakteristiklerinin Tayini için Basitleştirilmiş Kavitasyon Modellerinin İyileştirilmesi". (2020), 1-71.