مجله ی مهندسی مکانیک شریف

مجله ی مهندسی مکانیک شریف

بررسی عددی تأثیر زاویه ورودی پره‌های اصلی و جداکننده بر بهبود عملکرد پمپ معکوس سانتریفیوژ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
10.24200/j40.2026.68977.1775
چکیده
به‌کارگیری ظرفیت نیروگاه‌های برقابی در کنار سایر نیروگاه‌ها تجدید پذیر می‌تواند بخشی از بار افزایش نیاز به برق را در کنار کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را داشته باشد. استفاده از پمپ معکوس در مقیاس نیروگاه‌های کوچک، امکان کاهش هزینه‌ها را فراهم می‌کند اما چالش کاهش راندمان در بخش قابل‌توجهی از محدوده کارکرد وجود دارد. در این مطالعه عملکرد پمپ معکوس به صورت تجربی و عددی بررسی شده است و اعتبار سنجی شبیه‌سازی عددی انجام شده است. با بررسی آماری دبی ایستگاه فشارشکن محدوده کارکرد پمپ معکوس به سه بخش کم، متوسط و بالا تقسیم شد و مشخص شد بخش قابل توجهی از زمان کارکرد در محدوده دبی‌های متوسط و بالا است. با در نظر گرفتن نتایج اصلاح زاویه ورودی و اضافه شدن پره‌های جداکننده در محدوده‌های متوسط و بالا میزان بهینه پارامترها برای طراحی هندسه رانر بهینه انتخاب شد. نتایج افزایش بازیابی انرژی و کاهش تلفات در محدوده‌های موردنظر را نشان می‌دهد. بیشترین بهبود راندمان در دبی 198 مترمکعب بر ساعت رخ داده و راندمان 3٫41 درصد افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical Analysis of the Influence of Main and Splitter Blade Inlet Angles on Enhanced Recovery Capacity of centrifugal pump as turbine

نویسندگان English

Salman Saremian 1
Mohammad Hassan Shojaeefard 2
1 Faculty of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2 Faculty of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

The deployment of hydropower plants alongside other renewable energy facilities can contribute to meeting electricity demand while simultaneously reducing greenhouse gas emissions. Historically, the high initial capital cost of these plants, primarily attributed to the expense of conventional turbines, has limited attention to this capacity. The utilization of Pump as Turbine (PAT) at this power generation scale provides an opportunity to reduce costs. In this study, the performance of a PAT power plant has been investigated both experimentally and numerically. To optimize the utilization of available capacity, modifications to the inlet angle of main and splitter blades have been examined numerically. Statistical analysis of the flow rate at the pressure-reducing station revealed that a significant portion of the operating time occurs within the medium and high flow rate ranges. Optimal values of parameters for designing the runner geometry were selected by considering the results of modifications across the operating range, and the vorticity parameter was employed to evaluate the performance of optimized runner in comparison with the original runner. Results demonstrate increased energy recovery and reduced losses in the target ranges. Maximum efficiency improvement occurred at flow rate of 198 m3/h, with an efficiency increase of 3.41%. With the intensification of environmental consequences resulting from global warming and the inherent limitations of fossil fuel resources, international energy policy approaches have shifted toward the exploitation of renewable energy sources. Over the past decade, the development of clean energy generation technologies and the optimization of energy conversion and recovery systems in this domain have become one of the principal axes of engineering research. Reports from the International Energy Agency indicate that by 2050, the share of renewable sources in global electricity supply will reach approximately 70%.The realization of sustainable development goals necessitates maximum utilization of low-carbon energy resource capacity to reduce greenhouse gas emissions and improve energy cycle efficiency .

کلیدواژه‌ها English

Pump as Turbine
Increasing efficiency
Blade inlet angle
Splitter blades
CFD