CFD Simulation for Volute Chamber Modification of Torishima Centrifugal Pump Model CEN 80 x 65 - 250

Istifaiq, Alvian Reynaldi (2021) CFD Simulation for Volute Chamber Modification of Torishima Centrifugal Pump Model CEN 80 x 65 - 250. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
04211741000037-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi dengan membuat tekanan rendah ke tinggi melalui sistem perpipaan dengan menambahkan energi ke fluida secara terus menerus. Salah satu jenis pompa yang memiliki efisiensi tinggi adalah pompa sentrifugal. Analisis yang umum digunakan dalam pembangunan adalah bagian mekanik yang mengalami pembebanan dinamis adalah analisis modal. Pada penelitian ini, modifikasi difokuskan pada casing volute untuk pompa slurry open impeller. Pompa lumpur berubah dalam desain dan konstruksi untuk menyesuaikan dengan beberapa jenis bubur yang bervariasi dalam konsentrasi padatan, ukuran partikel padat, bentuk partikel padat, dan komposisi larutan. Pada tugas akhir ini dipelajari karakteristik dinamik dari impeller pompa sentrifugal. Dalam tugas akhir ini, karakteristik dinamik pompa sentrifugal impeller terbuka dengan modifikasi ukuran ruang volute dipelajari secara komputasi. Kode CFD Solidworks digunakan untuk mensimulasikan aliran fluida dan untuk mengevaluasi kinerja dan efisiensi pompa. Kode FEM Solidworks juga digunakan untuk mengetahui tegangan pada struktur pompa, yaitu: casing volute, impeller, dan poros. Pompa akan disimulasikan dengan bahan slurry. Variabel dalam penelitian ini adalah model impeller dan ukuran ruang volute. Setelah dilakukan modifikasi, hasilnya adalah unjuk kerja dan limit material menggunakan metode FEM. Ini digunakan karena telah terbukti menjadi pendekatan alternatif untuk metode eksperimental untuk analisis aliran impeller dan analisis distribusi tegangan. Perancangan pompa diperlukan sebelum proses produksi pompa, diperlukan simulasi sebagai uji coba untuk mengetahui kinerja pompa yang telah dirancang sebelum dibuat. Pompa sentrifugalnya adalah pompa Torishima CEN.....dan fluida kerjanya adalah fluida slurry dengan variasi konsentrasi padat 35% sampai 55%. Impeller merupakan impeller terbuka yang divariasikan menggunakan 4 dan 5 sudu. Dengan modifikasi ini akan dipertimbangkan apakah pompa yang digunakan memiliki performa yang paling rendah atau perlu modifikasi. Modifikasi hanya dilakukan pada ukuran ruang volute. Hasil simulasi yang memiliki performansi terbaik dengan casing bawaan dan modifikasi open impeller 4 blade dan 5 blade adalah 19,84 m dengan efisiensi 80,2%. Dan untuk casing yang dimodifikasi memiliki performa terbaik pada 24 m dan efisiensi 90,4%. Untuk FEM, tegangan maksimum dengan Casing Default adalah 2.139E+06 N/m^2 dan untuk Impeller adalah 3.85E+10 N/m^2 dan poros adalah 1.452e+9 N/m^2. Untuk casing yang dimodifikasi adalah 1.087E+06 N/m^2, untuk impeller adalah 3.75E+10 N/m^2, dan untuk poros adalah 3.215E+08 N/m^2. ====================================================================================================== Pump is a device used to move fluid from a lower place to a higher place by making low to high pressure through the piping system by adding energy to the fluid continuously. One type of pump that has high efficiency is centrifugal pump. Common analysis used in the development is mechanical part subjected to dynamic loading is the modal analysis. In this research, modification is focus on the volute casing for an open impeller slurry pump. Slurry pumps changes in design and construction to adjust to multiple type of slurry which varies in concentration of solids, size of solid particles, shape of solid particles, and composition of solution. In this thesis, the dynamic characteristic of an impeller of a centrifugal pump were studied. In this thesis, the dynamic characteristics of an open impeller centrifugal pump by the modification of volute chamber size were computationally studied. The Solidworks CFD code was used to simulate the fluid flow and to evaluate the pump's performance and efficiency. The Solidworks FEM code was also used to figure out the stress on pump's structures, i.e.: volute casing, impeller, and shaft. The pump will simulated with the slurry materials. The variable in this research is the impeller model and the size of the volute chamber. After the modification is done, the result is the performance and the materials limit using the FEM method. These was used since it has proven to be an alternative approach to experimental method for impeller flow analysis and stress distribution analysis. Designing pump is needed before pump production process, a simulation is needed as a trial to determine the performance of the pump that has been designed before it is made. The centrifugal pump is Torishima pump CEN.....and the working fluid is slurry fluid with 35% until 55 % solid concentration variation. The impeller is open impeller which is varied using 4 and 5 blades. By this modification that will be considered whether the pump used is under the highest performance or need any modification. Modification only made to volute chamber size. The result of simulation that has the best performance with a default casing and modified open impeller 4 blade and 5 blade is 19.84 m with 80.2% of efficiency. And for the modified casing has the best performance at 24 m and 90.4% of efficiency. For the FEM, the maximum stress with the Default Casing is 2.139E+06 N/m^2 and for the Impeller is 3.85E+10 N/m^2 and the shaft is 1.452e+9 N/m^2. For the modified casing is 1.087E+06 N/m^2, for the impeller is 3.75E+10 N/m^2, and for the shaft is 3.215E+08 N/m^2.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Subjects: T Technology > T Technology (General)
T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
Divisions: Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Alvian Reynaldi Istifaiq
Date Deposited: 31 Aug 2021 02:14
Last Modified: 31 Aug 2021 02:14
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/90981

Actions (login required)

View Item View Item