の ダブルインペラーポンプ は、さまざまな業界で最も一般的な機械動力源の 1 つです。 それらは、世界のエネルギー消費量の約 10% を占めていると推定されています。ポンプは通常、水、油、ガスなどの液体を移動するために使用され、さまざまな種類のシステムで使用されます。本論文では、両吸込遠心ポンプのインペラーベーンを再配置して効率を高める新しいコンセプトを提案しました。このイノベーションは、GHG 排出量を削減する可能性を秘めています。

斬新なインペラー設計は、一連のベーンで構成されています。 クロスベーンです。この革新的なベーン配置には、ブレード負荷の低減、インペラー出口でのより優れた流れ誘導、より効果的な軸方向および半径方向速度など、多くの利点が見出されました。不安定も防げます。

新しいインペラの性能は、数値および実験モードで評価されています。 これらの結果は、新しい構成がポンプの全体的な効率を改善し、既存のインペラーに後付けできることを示しています。さらに、ポンプの滑り係数を減らし、環境への影響を減らすこともできます。

新たに提案された構成を使用して、 著者らはまた、圧力分布に対する千鳥角の影響も調査しました。千鳥角が大きくなるにつれて、圧力分布はより均一になります。同様に、2 つの圧力ゾーン間の小さな摂動も渦巻き内の圧力分布に影響を与えます。この小さな乱れが、異なるインペラーからの流体の混合を引き起こします。ただし、圧力変動は 2 つの羽根車の重ね合わせによって相殺されます。

新しいインペラーに加えて、著者は新しい設計プロセスも開発しました。 著者らは、1D 計算モデルと CFD シミュレーションを組み合わせることで、ポンプを設計するための新しいアプローチを開発しました。以前の設計は有限要素解析によって行われていましたが、この新しいプロセスでは、計算モデルをポンプの構造に直接適用することで方程式から当て推量を取り除きます。

RNG k-e モデルを使用して、著者は流路コンポーネント内の回転流を正確に予測することができました。 新しいインペラーの効果を調べるために、著者はポンプの内部の流れをシミュレートし、インペラーの出口での速度と圧力場を調査しました。とりわけ、著者らは、油圧ブレードの直径がポンプの性能に大きな影響を与えることを発見しました。

注意すべきもう1つのことは、新しいインペラーは、従来の背中合わせの構成よりもヘッド係数が低いことです。 これは失速を最小限に抑えるためです。次に、モーターのパラメーターが最適化され、ポンプの効率が最大化されます。この目的のために、柔らかいパッキン材を使用してシャフトに沿った漏れを防ぎます。