Document

Performance optimization of centrifugal pump for crude oil delivery.

Contributors
Husain, A., Author
Samad, A., Author
Kanai, R .A., Author
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2018
Language
English
English abstract
Crude oil transport is an essential task in oil and gas industries, where centrifugal pumps are extensively used. The design of a centrifugal pump involves a number of independent parameters which affect the pump performance. Altering some of the parameters within a realistic range improves pump performance and saves a significant amount of energy. The present research investigated the pump characteristics by modifying the number of blades and the exit blade-angles. Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations with standard k-ε two-equation turbulence closure were used for steady and incompressible flow of crude oil through the pump. The experimental set-up was installed and the pump performance calculated numerically was compared with the experiments. The investigations showed that the number of blades and the exit blade-angles have a significant influence on the head, shaft power, and efficiency. The vortical flow structures, recirculation and reverse flow characteristics around the impeller were investigated to explain the flow dynamics of impeller and casing. A larger number of blades on the rotor showed dominant streamlined flow without any wake phenomena. The combined effect of the number of blades and exit blade angle has led to an increase in head and efficiency through the parametric optimization.
Member of
ISSN
1726-6742
Arabic abstract
يعتبر نقل النفط الخام من المهام الأساسية في صناعات النفط والغاز، حيث تستخدم مضخات الطرد المركزي على نطاق واسع. وينطوي تصميم مضخة الطرد المركزي على عدد من المعاملات المستقلة التي تؤثر على أداء المضخة. ويعمل تغيير بعض هذه المعاملات ضمن نطاق واقعي على تحسين أداء المضخة وتوفير كمية كبير من الطاقة. ويقوم البحث الحالي بدراسة خصائص المضخة عن طريق تعديل عدد الريش وزوايا مخارجها. و قد تم استخدام معادلات نافير- ستوكس مع المعادلة كيه 3 المعيارية ذات المعادلتين لتدفق النفط الخام بشكل ثابت وغير قابل للانضغاط من خلال مروره بالمضخة. وتم تركيب النظام التجريبي ومقارنة أداء المضخة بالطريقة العددية مع النتائج العملية. وأظهرت الدراسات أن عدد الريش ومخارج زواياها لها تأثير كبير على الرأس وقوة الدوران والكفاء. وتم فحص هياكل التدفق الدوراني وإعادة التدوير وخصائص التدفق العكسي حول الدافع لمعرفة ديناميكية تدفق الدافع والإطار الخارجي. وأظهر وجود عدد كبير من الريش على المحرك يعمل على تدفق كبير منتظم دون حدوث وقائع غريبة في أعقاب ذلك. وقد أدى التأثير المشترك لعدد الريش ومخارج زواياها إلى زيادة في الرأس والكفاء من خلال الأداء الأمثل للمعامل.
Category
Journal articles