Deneysel Tasarım Yöntemleri ile bir Santrifüj Pompa Çarkında Dengeleme Deliği Tasarım Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, rulmanlara gelen eksenel kuvvetleri azaltarak rulman ömrünü uzatmak için pompa çarkına açılacak en uygun dengeleme deliğinin belirlenmesidir. Çalışmada eksenel kuvvetlerin azaltılmasının yanı sıra pompa veriminde meydana gelen değişiklikler de dikkate alınmıştır. Bu çalışma için 1480 rpm hız, 350 m3/h debi ve 51 m basma yüksekliğine sahip tek kademeli santrifüj pompa seçilmiştir. Seçilen pompa çarkı üzerindeki dengeleme deliğinin tasarım optimizasyonu, deneysel tasarım metodu ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. HAD analizleri için Ansys Fluent programı kullanılmıştır. Optimum sonuca ulaşmak amacıyla dengeleme deliklerinin çark içerisindeki; delik merkezi açısı, delik çapı, delik merkezi çapı ve adedini belirleyen dört parametre tespit edilmiş ve Çok Amaçlı Taguchi Yöntemi kullanılarak optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Amaçlar; düşük eksenel yük ve yüksek pompa verimi olarak kabul edilmiştir. HAD sonuçları, varyans analizi (ANOVA) ve sinyal/gürültü (S/N) oranına göre değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda; delik çapının amaçlar üzerinde en etkili parametre olduğu tespit edilmiştir. Optimum tasarımın; belirlenen dört parametre için sırasıyla 0o, 12 mm, 100 mm ve 6 adet olduğu belirlenmiştir.