Newton tipi olmayan akışkan transferi için ağır hizmet pompası tasarımı, HAD yöntemiyle optimizasyonu ve deneysel incelenmesi

Gelişen mühendislik uygulamalarında Newton tipi olmayan akışkanların kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Newton tipi olmayan akışkanlar asidik veya bazik yapıda ve yüksek aşındırıcılığa sahip olabilmektedir. Günümüzde uzun çalışma ömrüne sahip, asidik veya bazik ortamlarda yüksek basınç ve debi üreten ve Newton tipi olmayan akışkanların transferinde kullanılan pompalar daha fazla kullanım alanı ve önem kazanmaktadır. Genellikle yüksek güç tüketim değerleri olan bu pompaların transfer edeceği akışkana göre tasarlanıp verimliliğinin artırılması, mali açıdan büyük tasarruflar sağlayacaktır. Bu çalışmada Newton tipi olmayan akışkan transferinde kullanılacak bir pompanın tasarım ve optimizasyonu yapılmış, prototip ve test düzeneği imal edilip, testleri gerçekleştirilmiştir. Transfer edilen akışkanın aşındırıcı yapısına karşı kullanılan malzeme ömürleri incelenmiş, daha uzun çalışma saatlerine sahip olması için malzeme kalitesinde iyileştirmeler yapılmıştır. Pompa salyangoz ve çarkının tasarımı için, öncelikle ihtiyaç duyulan debi ve basma yüksekliği belirlenip Newton tipi akışkanlar için analitik hesaplamalarla, fiziksel boyutlandırılması yapılmış ve ön tasarım bilgileri elde edilmiştir. Elde edilen ön tasarımın ardından detaylı analizler 3B hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarından yola çıkılarak Newton tipi olmayan nişastalı su için analizler gerçekleştirilmiş ve HAD tabanlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Pompa karakteristik eğrilerinin elde edilebileceği bir test ünitesi komple tasarlanıp imal edilmiş, optimal pompa burada test edilmiş ve performans eğrileri çıkartılmıştır. Test sonuçlarından elde edilen karakter eğrileri ile HAD sonuçlarının doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda aynı debi ve basma yüksekliği için tasarlanıp imal edilmiş muadil bir pompaya göre enerjide %5, kullanım ömründe %11 daha fazla verim elde edilmiştir. Test sonuçları ile HAD yönteminden elde edilen sonuçlar arasında uyum olduğu görülmüştür. Anahtar kelimeler: Turbomakine, Ağır hizmet merkezkaç pompa, Optimizasyon, Nişastalı su, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, HAD.