Santrifüj pompa kavitasyon performans karakteristiklerinin tayini için basitleştirilmiş kavitasyon modellerinin iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalısmada Delale ve Pasinlioglu (2018) tarafından önerilen kabarcık gaz basıncı yasasıyla betimlenen ısıl sönüm mekanizmasını içeren Rayleigh-Plesset küresel kabarcık dinamigi denklemini esas alan bir hidrodinamik kavitasyon modeli insa edilmistir. Bu modeli sınamak üzere kavitasyonlu lüle akısı deneyleri yapılmıs, lüle içindeki kavitasyonsuz, zayıf kavitasyonlu ve kuvvetli kavitasyonlu akıs rejimleri yüksek hızlı kamerayla görüntülenerek kaydedilmis ve lüle cidarlarına yerlestirilen basınç sensörleriyle statik basınç degerleri ölçülmüstür. Elde edilen deney sonuçları, yeni hidrodinamik kavitasyon modelin sanki-birboyutlu sayısal sonuçlarıyla ve ticari yazılımlardaki basitlestirilmis kavitasyon modellerinin ikiboyutlu sayısal sonuçları karsılastırılmıstır. Böylece santrifüj pompalara uygulanmak üzere ticari yazılımlardaki Zwart vd. (2004) kavitasyon modeli en uygun model olarak seçilmis ve yeni kabarcık gaz basıcı yasasını içerecek sekilde iyilestirilmistir. Santrifüj pompa kavitasyon performans karakteristiklerinin tayini için ENPY (emmede gerekli net pozitif yük) degerleri küçük ve görüntü kaydına izin veren pleksiglas bir pompada kavitasyonlu akıs halinde deneyler yapılmıstır. Bu pompa için gerek deney sonuçları, gerek orijinal ve iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modellerinin sayısal benzetim sonuçları ENPY degerleri birin altına düstügünde kararsızlıklar göstermistir. Ancak kararızlıklar baslamadan ENPY degeri bir civarındayken iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modelinin sayısal sonuçları, orijinal modele kıyasla, az da olsa kavitasyon siddetinin arttıgını, böylece kavitasyon performansının düstügünü göstermistir. Bu sonucu daha belirginlestirmek üzere ENPY degerleri nispeten daha yüksek bir pompa tasarlanmıs ve orijinal ve iyilestirilmis Zwart vd. kavitasyon modellerinin sayısal benzetim sonuçları karsılastırılmıstır. Bu durumda iyilestirilmis Zwart vd. modelinde kavitasyon performansının, orijinal modele kıyasla, belirgin olarak azaldıgı gösterilmistir.