Predicción numérica de las características de NPSH en bombas centrífugas
Autores: tefani, Matej
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicción numérica de las características de NPSH en bombas centrífugas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Análisis numérico
Bomba centrífuga
Capacidad de succión
Modelos de turbulencia
Cavitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en el análisis numérico de la capacidad de succión de una bomba centrífuga, con el objetivo de predecir de manera confiable sus características de rendimiento de succión. El énfasis principal de la investigación se colocó en la influencia de diferentes modelos de turbulencia, la calidad de la malla computacional y la comparación entre enfoques numéricos en estado estacionario y no estacionario. Los resultados indican que las simulaciones en estado estacionario proporcionan una descripción poco confiable del desarrollo de la cavitación, especialmente a tasas de flujo más bajas donde están presentes fuertes fluctuaciones de presión local. El modelo no estacionario k- SST proporciona el mejor acuerdo general con las características experimentales de NPSH3, como lo confirma la menor desviación media (dentro de la banda de tolerancia ISO 9906, correspondiente a una incertidumbre general de +/-5.5%) y por múltiples puntos de operación que caen completamente dentro de este rango. Esto representa una de las primeras verificaciones detalladas no estacionarias de CFD de la predicción de NPSH en bombas centrífugas que operan a altas velocidades de rotación (por encima de 2900 rpm), logrando una desviación media por debajo de +/-5.5% y demostrando una capacidad predictiva mejorada en comparación con los enfoques convencionales en estado estacionario. El análisis también incluye una evaluación de la fracción de volumen de cavitación y una representación de las condiciones de presión en el impulsor como funciones de la tasa de flujo y la presión de entrada. En conclusión, este estudio destaca el potencial de los modelos de turbulencia híbridos avanzados (como SAS o DES) como una dirección prometedora para futuras investigaciones, que podrían mejorar aún más la predicción de fenómenos complejos de cavitación en bombas centrífugas.
Descripción
Este estudio se centra en el análisis numérico de la capacidad de succión de una bomba centrífuga, con el objetivo de predecir de manera confiable sus características de rendimiento de succión. El énfasis principal de la investigación se colocó en la influencia de diferentes modelos de turbulencia, la calidad de la malla computacional y la comparación entre enfoques numéricos en estado estacionario y no estacionario. Los resultados indican que las simulaciones en estado estacionario proporcionan una descripción poco confiable del desarrollo de la cavitación, especialmente a tasas de flujo más bajas donde están presentes fuertes fluctuaciones de presión local. El modelo no estacionario k- SST proporciona el mejor acuerdo general con las características experimentales de NPSH3, como lo confirma la menor desviación media (dentro de la banda de tolerancia ISO 9906, correspondiente a una incertidumbre general de +/-5.5%) y por múltiples puntos de operación que caen completamente dentro de este rango. Esto representa una de las primeras verificaciones detalladas no estacionarias de CFD de la predicción de NPSH en bombas centrífugas que operan a altas velocidades de rotación (por encima de 2900 rpm), logrando una desviación media por debajo de +/-5.5% y demostrando una capacidad predictiva mejorada en comparación con los enfoques convencionales en estado estacionario. El análisis también incluye una evaluación de la fracción de volumen de cavitación y una representación de las condiciones de presión en el impulsor como funciones de la tasa de flujo y la presión de entrada. En conclusión, este estudio destaca el potencial de los modelos de turbulencia híbridos avanzados (como SAS o DES) como una dirección prometedora para futuras investigaciones, que podrían mejorar aún más la predicción de fenómenos complejos de cavitación en bombas centrífugas.