Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería (Apr 2006)
Three-dimensional simulation of the entrance-impeller interaction of a hydraulic disc pump
Abstract
Se presenta un estudio del comportamiento fluidodinámico de la interacción entrada-impulsor de una Bomba Hidráulica de Discos, a través de simulaciones numéricas, usando el método de los volúmenes finitos. Se desarrolló un modelo numérico tridimensional, usando la técnica de múltiples bloques y mallas estructuradas, mediante el código comercial CFX 4.3TM. El modelo simulado corresponde al impulsor liso de (203 mm) de diámetro a la salida, de una bomba de discos de simple succión. Se simularon 8 caudales, en los que se incluyeron el caudal nominal, el caudal máximo y el caudal mínimo. Las simulaciones se realizaron en estado estacionario y se aprovechó la condición periódica del flujo dentro del impulsor, quedando reducida a ¼ de sección. La curva carga-caudal obtenida se comparó con la curva experimental de la bomba suministrada por el fabricante. La curva obtenida, a través de los resultados numéricos de las simulaciones, posee un comportamiento similar a la experimental, con valores de carga superiores al 15%, para los caudales cercanos al nominal. Adicionalmente, se analizó la interacción entrada-impulsor a través de los perfiles de presión y velocidad, lo cual permitió conocer y comprender el comportamiento de estas variables para las condiciones simuladas.A study of the fluidynamic behavior of the entrance-impeller interaction of a Hydraulic Disc Pump is presented, through numerical simulations, using the finite volume method. A three-dimensional numerical model was developed, using the technique of multiblocks and structured meshes, by means of the commercial code CFX 4.3TM. The simulated model corresponds the flat impeller of (203 mm) of diameter to the exit, of a disc pump of simple suction. 8 flows were simulated, in those that the nominal flow, the maximum flow and the minimum flow were included. The simulations were carried out in stationary state and it took advantage the periodic condition of the flow inside the impeller, being reduced to section ¼. The obtained load-flow curve was compared with the experimental pump curve given by the maker. The obtained curve, through the numerical results of the simulations, possesses a similar behavior to the experimental one, with values of load superiors to 15%, for the near flows to the nominal one. Additionally, the interaction entrance-impeller was analyzed through of pressure and velocities profiles, that which allowed to know and to understand the behavior of these variables for the simulated conditions.
