|
|
Design of a Very Low Specific Speed Pump
Chabannes, Lilian ; Sedlář, Milan (oponent) ; Drábková, Sylva (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Low specific speed pumps find applications in a broad range of domains, but suffer from a low efficiency and a risk of head instability close to shut-off. This dissertation discusses hydraulic performance improvement of a pump with a specific speed ns = 32. The work focuses on the flow in the impeller passage and the volute and is analyzed by means of CFD and experiments. A literature survey showed that the addition of splitter blades in the flow passage is an efficient way to improve the unsatisfactory flow generally present in low specific speed impellers. Investigations have been made on the position of a splitter blade in the flow passage and on the influence of the number of present splitters. Part of the results are verified experimentally in the laboratory of the faculty. The design of the volute is also investigated, and attention is paid to the numerical wall-treatment and its impact on the simulation. After numerical computations on three different volutes, a new volute design is proposed to improve the performance of the pump at both low and high flow rates.
|
|
| |
|
|
Disc friction loss in centrifugal pumps and hydraulic turbines
Zemanová, Lucie ; Kozubková, Milada (oponent) ; Sedlář, Milan (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
The thesis deals with an experimental and numerical study of the flow in sidewall gaps of hydraulic machines with a focus on low specific speed pumps. Although the fluid which fills the sidewall gaps represents only a very small portion of the whole volume of the machine, it can have a great impact on the flow in the whole domain. It can significantly influence the behavior, characteristics, and overall performance, especially in the case of low specific speed machines since it determines disk friction. The flow field in sidewall gaps also influences the pressure distribution inside a machine and thus generates axial thrust. The understanding of the flow in these regions is limited since it is based on the theory obtained for simplified geometry and its application in turbomachinery is questionable. In order to investigate the flow in the sidewall gaps of centrifugal pumps, a test rig including a real impeller has been designed and built up. It enabled observation of the flow in the backside wall gap for various operational regimes including optical measurement of velocity profiles, measurement of axial thrust, and frictional torque. A method for precise numerical simulation of such type of flow was developed to help reveal phenomena, which are not observable in the experimental apparatus and to extend the research to a wider range of operating conditions.
|
|
|
Design of a Very Low Specific Speed Pump
Chabannes, Lilian ; Sedlář, Milan (oponent) ; Drábková, Sylva (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Low specific speed pumps find applications in a broad range of domains, but suffer from a low efficiency and a risk of head instability close to shut-off. This dissertation discusses hydraulic performance improvement of a pump with a specific speed ns = 32. The work focuses on the flow in the impeller passage and the volute and is analyzed by means of CFD and experiments. A literature survey showed that the addition of splitter blades in the flow passage is an efficient way to improve the unsatisfactory flow generally present in low specific speed impellers. Investigations have been made on the position of a splitter blade in the flow passage and on the influence of the number of present splitters. Part of the results are verified experimentally in the laboratory of the faculty. The design of the volute is also investigated, and attention is paid to the numerical wall-treatment and its impact on the simulation. After numerical computations on three different volutes, a new volute design is proposed to improve the performance of the pump at both low and high flow rates.
|
|
| |
|
|
Metodika pro výpočty ventilačních ztrát a tepelného zatížení boku zubu
Bauer, Petr ; Bartoš, Ondřej ; Hrubý, Jan ; Kordík, Jozef ; Krátký, Tomáš ; Sedlář, Milan
Tato zpráva obsahuje výsledky experimentů identifikujících některé termofyzikální vlastnosti olejové mlhy v testované převodovce. Hlavní část zprávy tvoří parametrická studie závislosti ventilačních ztrát převodového kola na radiální a axiální vůli krytů a na otáčkách. Tato parametrická studie se opírá především o výsledky numerických simulací proudění (CFD analýzu). Pro výchozí konfiguraci krytů je vypočtený ztrátový výkon ještě porovnáván s hodnotami získanými na základě teoretických vztahů vycházejících z jednorozměrných rychlostních profilů nad hladkým a drsným povrchem. Přehled těchto vztahů včetně jejich odvození je rovněž součástí zprávy.\nV rámci numerických simulací je rovněž studován vliv tvaru zubu na ztrátový výkon generovaný na ozubení, který tvoří rozhodující část celkových ventilačních ztrát. Zbroušení zubu představuje technologicky snadno realizovatelnou úpravu, a mohlo by tak mít bezprostřední praktický přínos. Ve zprávě jsou provedeny simulace pro různou míru zkosení zubu, které potvrdí očekávané zlepšení aerodynamických vlastností ozubení při snížení náběžné hrany.\nPoslední část zprávy tvoří formulace okrajových podmínek pro numerický výpočet tepelné bilance ozubeného kola. Jedná se o informace, které budou podrobněji dokumentovány v navazujících výzkumných zprávách.\n
|
|
|
Zobecnění metodiky pro výpočet ventilačních ztrát
Bauer, Petr ; Kordík, Jozef ; Krátký, Tomáš ; Sedlář, Milan
První část zprávy tvoří zpřesněný návrh metodiky výpočtu ventilačních ztrát celé převodovky prostředky CFD analýzy. Použitá metoda zahrnuje zjednodušení geometrie převodové skříně a náhradu ozubení převodového kola a pastorku drsnou stěnou a přidanými objemovými silami na základě dříve vypočtených ztrátových příkonů na segmentu převodového kola s reálnou geometrií ozubení. Výsledky zahrnují konfiguraci s převodovým kolem a pastorkem v záběru pro různé vzdálenosti obvodového krytu, včetně případu bez krytu. Pro srovnání s dřívějšími výpočty byly počítány i varianty bez pastorku se stejnou konfigurací krytů.\nDruhá část zprávy obsahuje revizi dříve navrženého analytického přístupu pro přibližný výpočet ventilačních ztrát ozubeného kola s využitím napojení logaritmických rychlostních profilů. Získané hodnoty ztrátových příkonů jsou porovnány s výsledky CFD analýzy. Při porovnání bylo dosaženo řádové shody.\n
|
host ::
RSS.