Empirical models’ applicability for calculating the centrifugal pump's impellers geometric parameters

Abstract

In this paper the comparison of empirical computational models used to achieve the geometrical parameters of pumps impellers with models based on Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations and optimization algorithms is presented. Also, is analyzed the actuality of the empirical models application in modern pump manufacturing industry. Further, an empirical model for calculating the pump impeller geometrical parameters was presented. Applying this model, the calculation of the centrifugal pump impeller parameters for CH 6,3/20 1,1-2 canned motor pump was performed. The procedure for parameterization and generation of the geometric model based on parameters obtained from this model through ANSYS DesignModeler was also presented. CFD simulation based on ANSYS CFX was used to obtain the operating characteristic of the obtained centrifugal pump impeller. The authors also carried out the comparison of the results of the designed model with the original one and with the optimized impeller obtained using optimization algorithms and CFD calculations.

În această lucrare este prezentată compararea modelelor de calcul empirice utilizate pentru realizarea parametrilor geometrici ai rotoarelor pompelor cu modele bazate pe simulări CFD și algoritmi de optimizare. De asemenea, este analizată actualitatea aplicării modelelor empirice în industria modernă de fabricare a pompelor. Totodată, a fost prezentat un model empiric pentru calcularea parametrilor geometrici ai rotorului pompei. Aplicând acest model, s-a efectuat calculul parametrilor rotorului pompei centrifuge pentru pompă centrifugă cu motor capsulat CH 6,3/20 1,1-2. De asemenea, a fost prezentată procedura de parametrizare și generare a modelului geometric pe baza parametrilor obținuți din acest model prin intermediul ANSYS DesignModeler. Simularea CFD bazată pe ANSYS CFX a fost utilizată pentru a primi caracteristicele de funcționare a rotorului pompei centrifuge. De asemenea, autorii au efectuat și compararea rezultatelor modelului proiectat cu cel original și cu rotorul optimizat obținut folosind algoritmi de optimizare și calcule CFD.