Original title: Hydraulický návrh a CFD výpočet oběžného kola s integrovaným inducerem
Translated title: Hydraulic design and CFD simulation of impeller with integrated inducer
Authors: Novosad, Pavel ; Kozák, Jiří (referee) ; Štefan, David (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Cílem této práce je hydraulický návrh oběžného kola čerpadla okysličovadla pro raketový motor. Úvodní část práce je věnována rešerši podstatných pojmů a jevů, které tento návrh ovlivňují. Následuje iterativní návrh radiálního čerpadla, které je ale náchylné na vznik kavitace. Poté je proveden návrh axiálního stupně čerpadla, který má navyšovat vstupní tlak do radiálního stupně. Návrh byl založen na analytickém výpočtu 2D proudění, který byl následně za pomoci CFD analýz modifikován pro zlepšení výkonu, účinnosti a kavitační stability čerpadla. Finálním krokem je tyto dvě oběžné kola spojit do jednoho, které díky kompaktnějším rozměrům dosahuje vyšší účinnosti a je méně náročné na výrobu. Pro toto kolo jsou provedeny kontroly vůči meznímu stavu pružnosti, výskytu rezonance a náchylnosti na výskyt kavitace při nízkém sacím tlaku. The main objective of this thesis is the hydraulic design of an oxidizer pump impeller for a rocket engine. The introductory part of the thesis is dedicated to the research of essential terminology and phenomena influencing this design. This is followed by the iterative design of a radial pump, which is however susceptible to cavitation development. Then, the design of the axial stage pump is carried out to increase the radial stage inlet pressure. The design was based on an analytical 2D flow calculation and was subsequently modified using CFD analyses to improve the pump performance, efficiency, and cavitation stability. The final step is to combine the two impellers into one, which due to its more compact dimensions, achieves higher efficiency and is easier to manufacture. For this impeller, assessments are carried out for strength failure, the occurrence of resonance, and susceptibility to cavitation development at low suction pressure.
Keywords: CFD; inducer; kavitace; odstředivé čerpadlo; cavitation; centrifugal pump; CFD; inducer

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/213477

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-531692


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses