Estudio sobre el mecanismo de distorsión de la entrada y las características energéticas en una estación de bombeo de flujo axial bidireccional
Autores: Chen, Jia; Zhang, Huiyan; Li, Yanjun; Meng, Fan; Zheng, Yunhao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio sobre el mecanismo de distorsión de la entrada y las características energéticas en una estación de bombeo de flujo axial bidireccional
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Flujo inestable
Ecuación de Navier-Stokes promediada en el tiempo de Reynolds
Mecanismo de distorsión de entrada
Distribución espacial
Pérdida hidráulica
Teoría de producción de entropía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
En el presente trabajo, se investigó el flujo no uniforme resuelto por la ecuación de Navier-Stokes promediada en el tiempo de Reynolds para determinar el mecanismo de distorsión de la entrada y la distribución espacial de la pérdida hidráulica en una estación de bombeo de flujo axial bidireccional (Caso 1) basado en la teoría de producción de entropía. También se empleó un experimento de rendimiento a escala de laboratorio para la verificación de la precisión del enfoque de simulación, y se utilizó una bomba de flujo axial con pasajes de tubería (Caso 2) acompañada de un flujo de entrada uniforme para la comparación de análisis. Los resultados muestran que el flujo de entrada no uniforme causa una reducción notable en la cabeza y la eficiencia, de hasta un 27% y un 21%, respectivamente, y el punto de mejor eficiencia con flujo de entrada uniforme se desplaza al punto con un mayor caudal. La velocidad axial de la entrada del impulsor en el Caso 2 cambia de manera más suave a lo largo del tramo en comparación con el Caso 1, lo que indica aún más un flujo de entrada más uniforme en la entrada del impulsor. La producción total de entropía (TEP) de cada dominio en el Caso 1 es siempre mayor que en el Caso 2, y la TEP de todo el dominio en el Caso 1 aumentó en un 18.68%, 30.50% y 29.67% con caudales de 0.8, 1.0 y 1.2, respectivamente, en comparación con el Caso 2. En el pasaje de entrada, las regiones de mayor TEPR en el Caso 1 se encuentran principalmente en el pasaje del cuerno, que está lejos del lado de entrada, y también están distribuidas en el lado de succión de las palas del impulsor y las palas guía. Por lo tanto, este trabajo puede proporcionar una referencia de diseño óptimo para estaciones de bombeo en aplicaciones prácticas.
Descripción
En el presente trabajo, se investigó el flujo no uniforme resuelto por la ecuación de Navier-Stokes promediada en el tiempo de Reynolds para determinar el mecanismo de distorsión de la entrada y la distribución espacial de la pérdida hidráulica en una estación de bombeo de flujo axial bidireccional (Caso 1) basado en la teoría de producción de entropía. También se empleó un experimento de rendimiento a escala de laboratorio para la verificación de la precisión del enfoque de simulación, y se utilizó una bomba de flujo axial con pasajes de tubería (Caso 2) acompañada de un flujo de entrada uniforme para la comparación de análisis. Los resultados muestran que el flujo de entrada no uniforme causa una reducción notable en la cabeza y la eficiencia, de hasta un 27% y un 21%, respectivamente, y el punto de mejor eficiencia con flujo de entrada uniforme se desplaza al punto con un mayor caudal. La velocidad axial de la entrada del impulsor en el Caso 2 cambia de manera más suave a lo largo del tramo en comparación con el Caso 1, lo que indica aún más un flujo de entrada más uniforme en la entrada del impulsor. La producción total de entropía (TEP) de cada dominio en el Caso 1 es siempre mayor que en el Caso 2, y la TEP de todo el dominio en el Caso 1 aumentó en un 18.68%, 30.50% y 29.67% con caudales de 0.8, 1.0 y 1.2, respectivamente, en comparación con el Caso 2. En el pasaje de entrada, las regiones de mayor TEPR en el Caso 1 se encuentran principalmente en el pasaje del cuerno, que está lejos del lado de entrada, y también están distribuidas en el lado de succión de las palas del impulsor y las palas guía. Por lo tanto, este trabajo puede proporcionar una referencia de diseño óptimo para estaciones de bombeo en aplicaciones prácticas.