Výpočtové modelování kavitační charakteristiky radiálního odstředivého čerpadla

Abstract

Tato práce se zabývá jedním z nejčastějších problémů spojených s provozem radiální odstředivých čerpadel mimo optimální podmínky - kavitací. Její příčiny a vliv jsou vysvětleny a shrnuty společně s popisem hlavních částí čerpadel a simulačních metod výpočtového modelování proudění. K vyhodnocení vlivů kavitace na provozní parametry čerpadla jsou použita data z experimentálního měření a vytvořeného CFD modelu. Hlavní charakteristiky čerpadla, jako dopravní výška a účinnost, jsou srovnány ve 4 bodech zahrnujících rozmezí od návrhového bodu až po nevhodný provozní režim při poklesu dopravní výšky o více než 3 %. Jako doplněk je z výsledků CFD simulací vyhodnocen objem páry vznikající v oběžném kole a frekvence pulzací působících sil.

This thesis deals with one of the most common problem occurring during the operation of centrifugal pumps in non-optimal conditions - cavitation. Its principle and effects are summarized together with description of main pump components and computational methods used for simulations. To evaluate the effect of cavitation on the pump performance, CFD simulation model is presented and compared with data from experimental measurement. Main pump characteristics as delivery head and efficiency are correlated in 4 different points to include range from design point to unsuitable operating mode under 3 % head drop criterion. In addition, value of water vapour and frequencies of forces acting on impeller are assessed on basis of CFD results.