Tesisat Dergisi 239. Sayı (Kasım 2015)

MAKALE 124 Tesisat Dergisi Say× 239 - Kas×m 2015 ç×kan bas×nç daù×l×m×ndan yola ç×karak kavitasyon kovuùu lokasyonu ve büyüklüùü hesaplanm×üt×r. 3.2.2.Çift Fazl× Ak×ü Modellemeye ile Kavitasyon Hesaplama (Interface Cap- turing) Yöntemleri úkinci yaklaü×m ise kavitasyonu CFD yaz×l×mlar× ile çift fazl× olarak modelle- mektir [10-24] .Tam kavitasyon modeli geliütirilmesi amac×yla 2002 y×l×nda ya- p×lan çal×ümada [10] bir buhar taü×n×m× denklemi türetilmiü ve türbülansl× NS denklem çözücüsüne adapte edilmiütir. Kabarc×k oluüumunu ve lokal bas×nç alan× alt×ndaki zamana baùl× deùiüimini hesap- lamak için kullan×lan formülasyon düüük mertebeli Rayleigh-Plesset denklemlerini içermektedir. Farkl× emme özgül h×zlar×nda yap×lan hesaplamalar sonucunda ortaya ç×kan kavitasyon bölgelerinin üekli, yeri ve boyutundaki deùiüimler fiziksel olarak aç×k- lanabilir bulunmuütur. ûekil 20 de santrifüj ûekil 20. Kanat emme yüzeyi, giriü kenar× d×ü çap×na yak×n bir bölgede oluüan yükleme ûekil 21. Kavitasyon kovuùu ve kanat emme yüzeyindeki hacimsel buhar-s×v× oranlar× ûekil 19. Bas×nç say×s× konturlar× ve kavitasyon kovuùu kal×nl×ù× pompa kanad×nda emme yüzeyi boyunca statik bas×nç daù×l×m× kavitasyonlu ve kavitasyonsuz çözümler için verilmektedir. Bir baüka çal×ümada potansiyel ak×ü çözü- cüleri için yaz×lm×ü k×smi kavitasyon kovuùu hesaplama algoritmas× bir NS çözücüsü içerisine adapte edilmiütir [16] . úlk etapta po- tansiyel ak×ü çözücüsü ile hesaplanm×ü tabaka kavitasyonu bölgeleri mevcut bir kanat üzerine kayma s×n×r koüullar× alt×nda uygulanm×ü ve NS çözümleri yap×lm×üt×r. úkinci etapta VOF çift fazmodeli aktive edilmiü ve kanat yüzeylerine su buhar× gönderilmiütir. H×z alan× potansiyel ak×ü çözücü ile çözülmüütür. Benzer sonuçlar ortaya ç×kmakla beraber kavitasyon kovuùu daha k×sa bir dilimde kapanm×üt×r. Son olarak model RANS çözücüsünde koüulmuü, deney- lerle uyumlu sonuçlara ulaü×lm×üt×r ( ûekil 21 ). 2009 y×l×nda yap×lan çal×ümada araüt×r×c×lar yapay sinir aùlar× yöntemi ile pompalar×n kavitasyon performans×n× hesaplam×ülard×r Çark üzerindeki bas×nç daù×l×m×ndan faydalanarak NPSH i (Inception NPSH) deùeri hesaplanabilir ( ûekil 17 ). 3. Baloncuk oluüumu ve büyümesi Rayle- igh-Plesset denklemi ile modellenir. Bu denklemküresel bir baloncuùun dinamik davran×ü×n× kanat üzerindeki lokal bas×n- c×n bir fonksiyonu olarak hesaplamaya imkan verir. Düüük bas×nç bölgelerinde baloncuk çap× yerel minimum bas×nca kadar büyüyerek maksimum yapt×ktan sonra kanat üzerindeki bas×nc×n artma- s×yla beraber küçülerek P>P buharlaüma olunca yok olur. Baloncuk çap×n×n izlediùi bu yol ( ûekil 18 ) kavitasyon kovuùu boyutunu belirler. 4. Kavitasyon kovuùu s×n×rlar× bas×nç daù×l×m×na göre iteratif olarak deùiüti- rilerek, kovuk kontoru P=P v izobar×na eüit oluncaya dek modifiye edilir. 5. NPSH 3 deùeri ise ampirik baù×nt×lar yar- d×m×yla hesaplan×r. Kavitasyon kovuùu uzunluùunun kanat giriü ad×m×na (blade inlet pitch) eüit olduùu boyutta veya kavitasyonlu bölgenin boùaz kesitine ulaüt×ù× büyüklükte kavitasyon NPSH 3 deùerine ulaüm×ü kabul edilmektedir. Bu yaklaü×m 5 adet farkl× özgül h×za sahip çark üzerinde denenmiü ve özellikle NPSH i deùeri için uygun sonuçlar üretilebilmiütir. Yine interface tracking metodu ile yap×lan bir çal×ümada [12] çark kanad×nda ortaya