زمانی که یک پمپ گریز از مرکز در خارج از شرایط طراحی و در دبی کمتر از دبی bep کار می کند، الگوهای جریان داخل پاساژ با شرایط طراحی کاملاً فرق خواهد کرد؛ در این شرایط جریان بطور کامل سه بعدی بوده و پدیده جدایی در جریان رخ داده و در ورود و خروج چرخ شاهد سیرکیولاسیون جریان خواهیم بود. در چنین شرایطی منحنی q-h پمپ و نیروهای محوری و رادیال آن کاملاً دچار تغییرات شدیدی شده و احتمال افزایش سر و صدای پمپ و پدیده کاویتاسیون قوت می گیرد. تحلیل و درک شرایط پیچیده فوق ایجاب می کند که مطالعات زیادی در این مورد صورت بگیرد. در این پروژه ضمن مطالعه تئوریک پدیده جدایی و سیرکیولاسیون در پمپ و مرور کارهای صورت گرفته در این زمینه، سعی خواهیم کرد پدیده فوق را با استفاده از نرم افزارهای موجود تحلیل نموده و شرایطی را برای درک بهتر الگوی جریان در شرایط کارکرد بار- پایین فراهم کنیم.

در معادن و در برخی از صنایع جهت انتقال ذرات جامد به همراه آب از پمپ های گریز از مرکز استفاده می کنند به جهت راحتی و اقتصادی بودن ،این روش به روش های دیگر ترجیح داده می شود .ولی به دلیل اختلاف دانسیته بین ذرات جامد و سیال خطوط جریان داخل پاساژ پروانه و دیفیوزر ،همانند حالت فقط مایع نبوده و به خاطر تغییرات ممنتوم مخلوط و مایع ،تلفات هیدرولیکی در پمپ بیشتر خواهد شد ومنحنی هد_دبی وقدرت_دبی وراندمان_دبی که برای آب طراحی گردیده به هم می خورد .البته تلفات اضافی دیگری بدلیل شوک واصطکاک ذرات ودیواره پمپ بوجود خواهد آمد .تحقیقات بیشتری در خصوص میزان کاهش هد وراندمان پمپ در حین انتقال هیدرولیکی جامدات صورت گرفته ،که معمولا نتایج یکسانی را نشان نمیدهد .بدلیل اهمیت موضوع در این پروژه ضمن مطالعه موارد تئوری ،موضوع با انتخاب یک پمپ موجود در صنعت وطراحی مدار تست ،سعی خواهد شد تستهای هیدرولیکی برای آب ومخلوط آب با ذرات جامد با دانسیته مختلف صورت گرفته و با تحلیل نتایج تست معادله تعیین ضرایب افت هد و راندمان را ارئه نمائیم

در سالهای اخیر تحقیقات زیادی در مورد بررسی توربو ماشین انجام گرفته است که یکی از این موارد بررسی کاویتاسیون در پمپ است. کاویتاسیون در ماشینهای هیدرولیکی پدیده نا خواسته ای است که از پیامد های آن می توان به ناپایداریهای جریان ، ارتعاشات اضافی ، خرابی سطوح و کاهش عملکرد دستگاه اشاره کرد. امروزه میل به افزایش دادن توان خروجی ماشینهای هیدرولیکی به همراه کوچک سازی ابعاد آن به منظور کاهش هزینه قطعات باعث می شود که سرعت دوران افزایش یابد و به تبع آن ماشین به سمت کاویتاسیون سوق پیدا می کند. کاویتاسیون روند هیدرودینامیکی تشکیل، انتقال و از هم پاشیدگی حبابهای متراکم گاز و بخار در یک مایع می باشد. در تحقیق حاضر تاثیر تعداد پره بر کاویتاسیون در پمپ به دو صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از پمپ سانتریفیوژ مدل 250-65 ساخت شرکت پمپ ایران با دو نوع پروانه با تعداد پره های 3 و 6 تحت آزمایش کاویتاسیون قرار گرفت. سکوی آزمایش که برای این کار طراحی شده از نوع بسته می باشد وپمپ با دو پروانه با تعداد پره های سه و شش در سه دبی گوناگون تحت آزمایش npsh قرار گرفت و سیال استفاده شده در مدار آب می باشد. نتایج نشان می دهد که هد پمپ در حالت کارکرد با پروانه شش پره افزایش می یابد و همچنین با افزایش تعداد پره از 3 به 6 npshr پمپ حدود نیم متر کاهش می یابد.برای تحلیل عددی ابتدا هندسه پروانه در نرم افزار گمبیت تولید شده وپس از مش زنی برای تحلیل به نرم افزار فلوئنت منتقل می شود نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که پروانه دارای 3 پره دارای نقاط کم فشار بیشتری است و احتمال وقوع کاویتاسیون در ورودی پاساژ و قسمت مکش پره ها بیشتر است.

در صنایع خودروسازی ، روغنکاری نقش مهمی در خنک کاری و تسهیل عملکرد اجزای موتور دارد ولی در اکثر اوقات و به دلایل مختلف ، روغن با سوخت آمیخته شده و می سوزد و این منجر به تشدید آلودگیهای ناشی از گازهای خروجی از اگزوز می شود . علاوه بر این در پروسه تعویض روغن ، در اثر تماس پوست با روغن صنعتی برخی مواد زیانبار جذب بدن شده و موجب ایجاد یا تشدید امراض جلدی می شود. لذا بیشتر صنایع خودرو سازی به دنبال راهکارهایی برای کاهش این آلودگی ها می باشند. علاوه بر صنعت خودرو استفاده از روانکارهای سالم در صنایع دیگری چون صنایع غذایی حائز اهمیت است .یکی از راهکارهای رایج استفاده از مواد و روغن های جایگزین مثل روغنهای گیاهی می باشد. آنچه در این پایان نامه بررسی شده است خواص روغن دانه جوجوبا و امکان استفاده از آن به جای روغن صنعتی می باشد که در کانال ورودی روغن شبیه سازی شده و توسط نرم افزار فلوئنت تحلیل عددی شده است تا نقاط قوت و ضعف استفاده از آن بررسی شود.

جریان های دوفازی حبابی به صورت محیط مایع پیوسته و فاز گاز با حباب های پراکنده، نقش مهمی در فرآیندهای طبیعی و صنعتی دارد. رفتار هیدرودینامیکی حباب ها و قطرات در برخی از کاربردها به صورت تک حباب یا تک قطره در محیط مایع ساکن بررسی شده است. برای حباب های ریز مدل های عددی و کمیت های تجربی فراوانی در ادبیات فن ارائه شده است. حضور حباب های بزرگ به دلیل ادغام حباب های کوچک تر در کاربردهای مختلف صنعتی و فرآیندهای طبیعی اجتناب ناپذیر است. هنگامی که حباب بزرگ می شود با توجه به رفتارهای متفاوتی که پیدا می کند، در فصل مشترک دچار اعوجاج می گردد. در این صورت مدل سازی آن پیچیده خواهد شد. با اعمال میدان الکتریکی با ولتاژ بالا و نیروهای موثر بر حباب در صعود در محیط مایع ساکن دی الکتریک، رفتار آن پیچیده تر می گردد. با اعمال روش فعال ehd می توان رفتار چنین حباب هایی را به صورت کنترلی مطالعه نمود. استفاده از این روش در بین روش های مختلف ارائه شده به دلیل سهولت اعمال جهت و شدت میدان مورد نظر از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه رفتار الکتروهیدرودینامیکی تک حباب بزرگ هوا تحت تاثیر میدان الکتریکی با سه آرایش مختلف الکترودی در سیالات پایه دی الکتریک با ویسکوزیته های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که مسیر صعود حباب با کاهش ویسکوزیته و افزایش جریان ehd، همچنین با آرایش الکترودی با شدت میدان قوی تر و در نتیجه جریان ehd قوی تر، بیشتر تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار می گیرد. نتایج عددی مربوط به مولفه های مختلف شدت میدان الکتریکی در نواحی مورد نظر و همچنین خطوط میدان الکتریکی، انحراف بیشتر حباب از مسیر خود را در شدت میدان بیشتر تایید کرد. افزایش سرعت حباب در ناحیه جدایش در آرایش الکترودی مناسب، می تواند باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و جرم در سیستم های دوفازی شود. همچنین آزمایشات نشان داد که زاویه حباب با افق در حین صعود توسط آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب قابل کنترل می باشد. این پدیده می تواند در کنترل نحوه ترکیب عمودی حباب ها و اختلاط جریان در سیستم های دوفازی بسیار موثر واقع شود. در آزمایشات، علی رغم نیروی هیدرودینامیکی و ناپایداری بالای حباب بزرگ، تغییر شکل حباب نیز در آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب مشاهده شد. بنابراین با درک بهتر نحوه تغییر پارامترهای مختلف مهم در حرکت حباب می توان با انتخاب آرایش الکترودی مناسب و در صورت امکان با اختلاف ویسکوزیته مورد نظر، رفتار سیستم های دوفازی حبابی را کنترل کرد.

نظر به اینکه چرخه های متداول توربین گاز در حالت واقعی شامل چرخه ساده ،چرخه بازیاب،چرخه توام با باز گرمایش،چرخه توام با خنک کن میانی بین کمپرسورهای hp و lp می باشد، این چرخه ها با ترکیب شدن با سیکل رانکین با 3 سیال عامل آلی و بخار آب،16 سیکل ترکیبی را تشکیل می د هند. در این پایانامه تحلیل ترمودینامیکی سیکل ترکیبی فوق الذکر با 3 سیال عامل آلی و بخار آب از نظر قانون اول و قانون دوم بررسی و منحنی های عملکردی با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد از بین سیال های آلی بررسی شده، سیال تولوئن بهترین عملکرد را از نظر قانون اول و دوم می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد کل سیستم سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بالاترین تولید توان و سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین پایین ترین تولید توان را دارد. بازده قانون اول در نسبت فشارهای بزرگتر از 12 برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / رانکین کمترین است. در نسبت فشارهای زیر 18، نرخ تخریب اگزرژی برای سیکل ساده توربین گاز / رانکین بیشترین و برای سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین کمترین است. بازده قانون دوم در نسبت فشارهای بالاتر از 12 برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / سیکل رانکین کمترین است. برای دمای ورودی توربین بالاتر از °c 1440 سیکل ساده توربین گاز / رانکین و برای دماهای پایین تر از آن سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بالاترین مقدار تخریب اگزرژی را داراست. همچنین نرخ تخریب اگزرژی برای سیکل توربین گاز با بازیاب / سیکل رانکین کمترین است.بازده قانون دوم برای سیکل توربین گاز با بازگرمایش / سیکل رانکین بیشترین و برای سیکل ساده توربین گاز / سیکل رانکین کمترین است

لازم به ذکر است که برمبنای اصول انتقال حرارت ومکانیک سیالات وترمودینامیک مدلسازی لازم انجام گرفته است وبااعمال شرایط مرزی وانتخاب شبکه بندی مناسب بطوری که نتایج مستقل از شبکه شود توسط نرم افزار fluent تحلیل لازم انجام گرفته ونتایج حاصل با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه ومورداعتبارسنجی قرار خواهد گرفت. ضمنادر مقالات موجود تک حلقه با مقطع دایروی وچند حلقه با مقطع مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته وهدف این پایان نامه تحلیل جامع مبدل چند حلقه دایروی است.

پمپ ها بر مبنای پمپاژ آب طراحی، تولید و تست می شوند اما در صنایعی مانند نفت و پتروشیمی برای جابه جایی سیالات مختلفی با لزجت های بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. لذا کارکرد پمپ نسبت به منحنی ارائه شده انحرافاتی خواهد داشت که به دلایلی از قبیل عدم تطبیق جریان با پروفیل پره، افزایش تلفات لزجی می باشد. هدف از این رساله بررسی عملکرد پمپ گریز از مرکز با استفاده از پره های جداکننده می باشد و بخصوص پمپاژ سیال ویسکوز نیز مد نظر قرار گرفته است. بدین منظور پره های جداکننده به هندسه پروانه اضافه گردید و با پروانه هایی با طول پره ی جدا کننده مختلف تولید شده و به شکل تجربی مورد تست قرار گرفته است. پره های جداکننده همانند پره های اصلی پمپ سه بعدی بوده و پروفیل مشابهی دارند. به طور همزمان نیز کل مجموعه پمپ مورد تحلیل عددی قرار گرفته است که شبیه سازی توسط نرم افزارcfx انجام گردیده است. نتایج تجربی و عددی که همخوانی قابل قبولی را داشتند حاکی از افزایش هد تولیدی پمپ به واسطه اضافه کردن پره های جدا کننده است. افزایش هد توسط پره های جداکننده برای آب و روغن بدست آمده است. برای پمپاژ آب پروانه با پره های جداکننده به طول 66% پره های اصلی مناسب بوده است. اما برای پمپاژ روغن پره های جداکننده با طول 33% پره های اصلی مناسب تر است. از طرفی این افزایش هد همزمان با افزایش توان انتقالی به سیال و توان مصرفی پمپ می باشد که نتایج حاکی از تغییرات قابل چشم پوشی راندمان بوده و به عبارتی در راندمان تقریباً ثابت، افزایش هد حاصل شده است که می توان عنوان نمود مربوط به عدم تاثیر قابل توجه پره های جداکننده در اتلافات هیدرولیکی است.