Uçtan emişli santrifüj pompada eksenel yükü etkileyen parametrelerin HAD yöntemi ile incelenmesi
Analysis of parameters affecting axial load in end suction centrifugal pump by CFD method
Yazar: MERT TURAN
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN PEHLİVAN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Endüstriyel uygulamalarda santrifüj tip pompalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Pompaların tasarım ve imalat süreçleri uzun ve maliyetlidir. Bu süreçleri kısaltmak ve ekonomik fayda sağlamak amacıyla bilgisayar destekli programlar kullanılarak öncül sonuçlar elde edilmektir. Ayrıca, bilgisayar ortamında tasarımı ve uygulama alanında incelemesi yapılan pompaların tasarlanıp üretime hazır hale getirilmesi Ar-Ge maliyetleri açısından da oldukça tasarrufludur.  
Ele alınan tip santrifüj pompanın çark tasarımı için ANSYS programında Blade Gen modülü kullanılmıştır. Bu çalışma kapsamında tek emişli, kapalı çarklı santrifüj bir pompa için eksenel yükü etkileyen parametreler Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemiyle incelenmiştir. Bu kapsamda, debi ile pompaların fiziksel özelliklerinden olan çark arkası boşluk, aşınma halkası ve dengeleme deliklerininin eksenel yükü ne kadar etkilediği araştırılmıştır. Aşınma halkası ve dengeleme deliklerinin eksenel yük üzerinde etkin sonuçlar doğurduğu, çark arkası boşluğunun ise büyük ölçüde etkilemediği sonucuna varılmıştır. Debi değişimi ile eksenel yük üzerinde değişiklik gözlemlenirken, pompanın çalışma noktası değişmiştir. Başlangıç değerinde ön görülen debi değeri,  eksenel yükü azaltmak için çarkta ve salyangozda uygulanan tasarımsal değişiklikler sonucunda başka bir debi değerinde daha yüksek verimde performans sağlamıştır. Pompanın çalışma noktası bu debi değerinde kabul edilerek eksenel yükü etkileyen diğer parametrelerin çözümlemelerine devam edilmiştir. 
Sonuç olarak eksenel yükü azaltmaya yönelik yapılan bu çalışmada; debi, basma yüksekliği, devir sayısı ve çark çapına ait bir pompa tasarımı önerilmiştir.

Abstract:
Centrifugal type pumps are widely used in industrial applications. The design and manufacturing processes of pumps are long and costly. In order to shorten these processes and to provide economic benefits, preliminary results are obtained by using computer aided programs. In addition, designing and preparing the pumps that have been examined in the field of computer-aided design and application are considerably economical in terms of R & D costs.  
The Blade Gen module is used in the ANSYS program for the design of the centrifugal pump of the mentioned type. In this study, parameters affecting axial load for a single suction, closed impeller centrifugal pump were investigated by using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. In this context, the flow rate and the physical properties of the pumps were investigated to determine how much back of impeller's cavity, wear ring and balancing holes affected the axial load. The results show that the wear ring and balancing holes give rise to effective results on the axial load, while back of impeller's cavity the does not affect the large extent. When the change in the axial load due to the change in flow is observed, the working point of the pump has changed. The assumed flow rate at the initial value provided higher efficiency performance at another flow rate.As a result of the design changes in the impeller and snail to reduce the axial load. The working point of the pump was accepted at this flow rate and the analysis of the other parameters affecting the axial load was continued. 
As a result, in this study aimed at decreasing the axial load, a pump design for the flow rate, heading height, number of revolutions and impeller diameter has been proposed.