Adaptív járókerékgeometriájú szivattyúk és ventilátorok tervezése
A megtermelt villamos energia jelentős részét szivattyúk és ventilátorok hajtására használják fel, így alapvető fontosságú ezen gépek minél hatékonyabb üzemeltetése. Az örvénygépek fejlesztésére kiforrott tervezési módszerek léteznek, manapság numerikus áramlástani módszerekkel nagy pontosággal becsülhető előre egy gép szállítása és hatásfoka. A hatékonyság növelése és a gépek veszteségeinek csökkentése érdekében azonban egyre újabb, a korábbiaktól akár jelentősen eltérő megközelítéseket kell alkalmaznunk a tervezés során.
Az energiahatékonyság javítására terveink szerint egy lehetséges megoldást adhat az adaptív járókerékgeometria, vagyis amikor különböző munkapontokban a járókerék lapátjai úgy deformálódnak (vagy mesterségesen úgy deformáljuk), hogy a lapátozáson kialakuló leválásokból adódó áramlási veszteség jelentősen lecsökkenjen. Ezáltal szélesebb szállított térfogatáram tartományban lehetne az optimálishoz minél közelebbi hatásfokkal üzemeltetni a gépet, így annak üzemeltetését gazdaságosabbá, hatékonyabbá tenni. A dolgozat főként a vázolt tervezési eljárás első fázisát öleli fel, melynek célja egy analitikus járókerékgeometria-tervező program megalkotása. Ennek feladata, hogy a járókerék fő méreteinek előszámításokkal történő meghatározása után a különböző munkapontokra optimális lapátgeometriát adjon.
A program a komplex potenciálok módszerét veszi alapul. Ennek lényege, hogy az áramlást különböző, könnyen leírható elemekből építi fel egy kétdimenziós síkban, ideális áramlást feltételezve. Ezáltal analitikusan, zárt alakban kapunk megoldást az áramlási tér pontjaiban érvényes sebességre. A későbbiekben az áramlástani paraméterek ismeretében már felírható a nyomásmező, amiből adódik a lapátra ható mechanikai terhelés is. A mechanikai terhelés ismeretében már a deformációk számíthatóvá válnak a jövőben.
szerző
-
Erdősi Balázs
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
