Tài liệu “The Effects of Volute Design Parameters on the Performance of a Centrifugal Pump” tập trung vào việc nghiên cứu ảnh hưởng của các tham số thiết kế vỏ bơm (volute) đến hiệu suất của bơm ly tâm. Dưới đây là nội dung chính của tài liệu:
1. Giới thiệu:
-
- Vỏ bơm là một trong những thành phần chính của bơm ly tâm, có vai trò thu thập chất lỏng từ bánh công tác và đảm bảo các điều kiện lưu lượng ổn định. Hình học của vỏ bơm được thiết kế để tăng diện tích mặt cắt ngang từ đầu ra của bánh công tác đến mặt bích xả của bơm.
- Nghiên cứu sử dụng một sản phẩm bơm thương mại có sẵn làm tham chiếu và mô phỏng CFD (Computational Fluid Dynamics) để kiểm tra các thiết kế vỏ bơm với hình dạng mặt cắt khác nhau.
2. Thiết kế bánh công tác và vỏ bơm:
-
- Bánh công tác và vỏ bơm được thiết kế với các thông số tương tự sản phẩm thương mại. Các tham số chính bao gồm lưu lượng 125 m³/h, cột áp 20 m, và tốc độ quay 1450 vòng/phút.
- Hình học vỏ bơm được tối ưu hóa dựa trên phương pháp Pfleiderer, với mục tiêu giữ cho sản phẩm giữa vận tốc tiếp tuyến của chất lỏng và bán kính từ tâm bánh công tác không đổi.
3. Mô phỏng CFD và kết quả:
-
- Các mô phỏng được thực hiện trong điều kiện dòng chảy ổn định ba chiều và nhiễu loạn. Mô hình động lực học chất lỏng giúp xác định các tham số hiệu suất như hệ số phục hồi áp suất tĩnh (Cp) và hệ số tổn thất áp suất tổng (ω).
- Nghiên cứu đã thay đổi các hình dạng mặt cắt của vỏ bơm thành hình tròn, bất đối xứng nghiêng trái, bất đối xứng nghiêng phải, và hình thang để đánh giá hiệu suất.
4. Ảnh hưởng của hình dạng vỏ bơm đến hiệu suất:
-
- Hình dạng mặt cắt tròn mang lại hiệu suất tốt nhất xung quanh lưu lượng thiết kế, trong khi các mặt cắt bất đối xứng và hình thang cho thấy hiệu suất thấp hơn.
- Ở lưu lượng cao hơn, tổn thất áp suất tổng của vỏ bơm có mặt cắt tròn thấp hơn so với các hình dạng khác, dẫn đến tỷ lệ năng lượng động học đầu ra so với đầu vào cao hơn.
5. Kết luận:
-
- Hình dạng mặt cắt của vỏ bơm ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của bơm, đặc biệt ở vùng lưu lượng thiết kế. Vỏ bơm với mặt cắt tròn cho thấy hiệu suất cao nhất với tổn thất áp suất tổng thấp nhất.
