International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.10
no.3
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pp.218-226
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2017
Severe radial thrust under off-design operating conditions can be a harmful factor for centrifugal pumps. In the present work, effects of geometry of a double volute casing on the hydrodynamic performance of a centrifugal pump have been investigated focusing on off-design conditions. Three-dimensional steady Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis was carried out by using shear stress transport turbulence model. Numerical results for the hydrodynamic performance of the centrifugal pump were validated compared with experimental data. The hydraulic efficiency and radial thrust coefficient were used as performance parameters to evaluate the hydrodynamic characteristics of the centrifugal pump. The cross-sectional area ratio of the volute casing, the expansion coefficient of the rib structure, the distance between the rib starting point and volute entrance, and radius and width of the volute entrance, and length of the rib structure, were selected as geometric parameters. Results of the parametric study show that the performance parameters are significantly affected by the geometric variables and operating conditions. Optimal configurations of the double volute casing based on the design of experiments technique show outstanding performance in terms of the efficiency and radial thrust coefficient.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.4
no.4
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pp.375-386
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2011
The turbo-type blood pump studied in this paper has an impeller that is magnetically suspended in a double volute casing. The impeller rotates with minimal fluctuations caused by fluid and magnetic forces. In order to improve stability of the rotating impeller and to facilitate long-term use, a careful investigation of the pressure fluctuations and of the fluid force acting on the impeller is necessary. For this purpose, two models of the pump with different volute cross-sectional area are designed and studied with computational fluid dynamics software. The results show that the fluid force varies with the flow rate and shape of the volute, that the fluctuations of fluid force decrease with increasing flow rate and that the vibratory movement of the impeller is more efficiently suppressed in a narrow volute.
The flow characteristics of double suction pump are investigated by numerically Calculations are performed by using SIMPLE algorithm at the design and off-design points. Symmetric nature of flow fields in blade channels is discovered at design point, but asymmetirc effects are discovered at the off-design point. Numerical results show that the formation of secondary flow in volute of double suction pump shows different trends when compared with the case of single suction pump. Also results show that double vortices are formed in the volute cross section.
Dynamic forces due to mechanical and hydraulic related causes are always exerted on operating turbomachinery such as centrifugal pumps. To ensure the safety and the reliability of the pump. the magnitudes of the vibration must be kept within an acceptable limit. The focus of this paper is on the identification of the vibration behavior and the quantitative analysis of the hydraulic excitation forces. As the structure becomes more complex finite element analysis is essential to accurately predict the vibration characteristics and the excitation forces, This paper presents an experimental and analytical technique to find and solve to vibration problems in double volute double suction centrifugal pump. Measured vibration data due to the dynamic forces are presented and individual causes are identified, finally excitation forces of the pump are inversely estimated at each frequency on operating conditions.
In this study, a parametric study of a centrifugal pump with double volute has been performed numerically using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The shear stress transport model was selected as turbulence closure through turbulence model test. The finite volume method and unstructured grid system were used for the numerical analysis. The optimal grid system in the computational domain was determined through a grid dependency test. The expansion coefficient, circumferential and radial starting positions and length of divider were selected as the geometric parameters to be tested. And, the hydraulic efficiency and the radial thrust coefficient were considered as performance parameters. It was found that the radial thrust and hydrualic efficiency are more sensitive to the expansion angle and circumferential starting position of the divider than the other geometrical parameters.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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v.4
no.1
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pp.76-83
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2011
This study highlights especially the mechanism of vortex cavitation occurrence from the end of the suction duct in a double-suction volute pump and pump oscillation which causes cavitation noise from the pump. In this study, full 3D numerical simulations have been performed using a commercial code inside the pump from the inlet of suction duct to the outlet of delivery duct. The numerical model is based on a combination of multiphase flow equations with the truncated version of the Rayleigh-Plesset model predicting the complicated growth and collapse process of cavity bubbles. The experimental investigations have also been performed on the cavitating flow with flow visualization to evaluate the numerical results.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.12
no.3
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pp.27-36
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2004
A Numerical analysis has been used to predict the performance in the automotive water pump with double discharge single suction. The influence of parameters such as coolant flow rate, rotational speed, ratio of blade height and clearance has been investigated. Also, the prediction of hydraulic performances such as static pressure rise, shaft power, hydraulic power and pump efficiency is carried out on the water pump including an impeller and a volute casing. A full size water pump test bench has been developed to validate the CFD flow model. Discharge flow rate, suction pressure, discharge pressure, rotational speed and torque measurements are provided. Coolant temperature is 8$0^{\circ}C$, water tank pressure is 1 kgf/$\textrm{cm}^2$ and flow rates vary.
Pump casing has blockage effects on Impeller flow in a centrifugal pump such that the flow field around volute tongue has quite large change when the impeller rotates. A double suction pump is widely used in industrial world because it has lower NPSH required than a single suction pump. Thus, in this study, the interaction between impeller and volute casing has been investigated by using CFD for a double-suction centrifugal pump. Quasi-steady method and full pump model has been employed for the numerical calculation.
Lead alloy is used as coolant in Lead-based cooled Fast Reactor (LFR). The natural characteristics of lead alloy are combined with the simple structural design of LFR. This constitutes the inherent safety characteristics of LFR. The main work of this paper is to take the main coolant pump (MCP) in the lead-cooled fast reactor (LFR) as the research object, and to study the flow pattern distribution of the internal flow field under the reverse rotation pump condition, the reverse rotation positive-flow braking condition and the reverse rotation negative-flow braking condition. In this paper, the double-outlet volute type and the space guide vane are selected as the potential designs of the CLEAR-I MCP. In this paper, the CFD method is used to study the potential reverse accident of the MCP. It is found that the highest flow velocity in the impeller appears at the impeller outlet, and the Q-H curves of the two design programs basically coincide. The space guide vane type MCP has better hydraulic performance under the reverse rotation positive-flow condition, the Q-H curves of the two designs gradually separate with increasing flow rate, and the maximum flow velocity inside the space guide vane type MCP is obviously lower than that of the double-outlet volute type. For the reverse rotation test of MCP, only the condition of the forward rotating pump of the main coolant pump is tested and verified. For the simulation of the MCP in LBE medium, it proved that the turbulence model and basic settings selected in the simulation are reliable.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.25
no.2
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pp.191-199
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2014
Effects of design variables on the performance of a double-inlet centrifugal blower have been analyzed based on the three-dimensional flow analysis. Two design variables, blade inlet and outlet angles, are introduced to enhance a blower performance. General analysis code, ANSYS-CFX13, is employed to analyze internal flow and a blower performance. SST turbulence model is employed to estimate the eddy viscosity. Throughout the shape optimization of an impeller at the design flow condition, the blower efficiency and pressure are successfully increased by 4.7 and 1.02 percent compared to reference one. It is noted that separated flow observed near cut-off region can be reduced by optimal design of blade angles, which results in stable flow pattern in the blade passage and increase of a blower performance. The stable flow at the impeller also makes good effects at the outlet of a volute casing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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