본 연구는 원심펌프 내부 유동장 특성에 대한 시뮬레이션 및 시각화에 중점을 둔다. 3D 수치해석은 Reynolds Average Navier-stock 코드를 k-Ɛ 표준 2차방정식 난류 모델로 처리하여 수행하였다. 시뮬레이션은 흡입측, 임펠러, 토출측 영역에서 조도로 인한 마찰 손실과 임펠러 웨어링에서 체적 손실을 포함한다. 해석과 실험사이의 성능곡선 비교결과 최대 5 %의 작은 차이를 보이며 동일한 추세를 나타냈다. 최고 효율점에서 속도 벡터는 고르게 나타났지만 비 설계점에서는 현저한 변화가 나타났고, 텅 부근의 임펠러 유로토출부에서 강력한 재순환 영역이 나타났다. 비교적 일정한 압력분포가 텅 부근임에도 불구하고 임펠러 주위에 관찰되었다. 볼류트 내에서 기하학적으로 인해 형성된 나선형 와류가 이 영역에서 유동장이 상대적으로 난류이고 불안정하다는 것을 증명하였다.

This research focuses on simulation and visualization of flow field characteristics inside a centrifugal pump. The 3D numerical analysis was carried out by using a numerical CFD tool, addressing a Reynolds Average Navier-Stock code with a standard k-Ɛ two-equation turbulence model. The simulation accounts for friction head loss due to rough walls at suction, impeller, discharge areas and volumetric head loss at impeller wear ring. A comparison of performance curves between simulation and experimentation is included, and it reveals a same trend of those results with a small difference of maximum 5 %. At best efficiency point, velocity vectors are smooth but it changes significantly under off-design point, a strong recirculation appears at the outlet of impeller passages near tongue area. A relatively uniform preassure distribution was observed around the impeller in despite of the tongue. Within the volute, because of its geometry, spiral vortexes formed, proving that the flow field in this region was relatively turbulent and unsteady.

• Ngoc Tran Bao(Graduate School of Mokpo National Maritime University)
• Chang-jo Yang(Division of Marine Engineering, Mokpo National Maritime University) | 양창조
• Bu-gi Kim(Division of Mechatronics Engineering, Mokpo National Maritime University) | 김부기
• Jun-ho Kim(Division of Mechatronics Engineering, Mokpo National Maritime University) | 김준호 Corresponding Author