FS Dynamics är ett snävt fokuserat och oberoende konsultbolag
som erbjuder kvalificerad kompetens inom fluid- och strukturdynamiska
simuleringar och analyser för produktutveckling.
Examensarbete inom
Dynamisk CFD-studie av en centrifugalpump
FS Dynamics har ett väl utvecklat samarbete med svensk kärnkraftindustri där FS Dynamics bidrar
med erfarenhet och djup teoretisk kunskap inom olika simuleringar. Svenska kärnkraftverk har krav
på sig att verifiera att rörsystemen håller för de belastningar som systemet kan utsättas för. Som en
del i detta analyseras de krafter från vatten och ånga som uppkommer vid tryckslag. Exempel på
orsaker till tryckslag är öppning och stängning av ventiler, start och stop av pumpar, rörbrott och
ångkollaps. I befintliga beräkningsprogram modelleras system och komponenter i en dimension i
rörens längdriktning. Det finns även en modell för centrifugalpumpar. Men denna modell släpper helt
odämpat igenom tryckslag, vilket leder till stora numeriska problem om trycket sjunker så lågt att
ånga bildas. Detta fenomen är inte realistiskt. För att ta fram en mer realistisk modell krävs en
djupare förståelse av växelverkan mellan pumphjul och flöde samt hur stor del av ett tryckslag som
går igenom en pump i olika flödessituationer. Syftet med examensarbetet är att utföra både
stationära och dynamiska 3-dimensionella (3D) CFD-analyser vars resultat kan bidra med att ta fram
en förbättrad 1-dimensionell (1D) modell för centrifugalpumpar. Examensarbetet är av hög teknisk
nivå och om resultaten faller väl ut kommer slutprodukten från avslutat arbete att vara av stor nytta
inom kärnkraftsbranschen.
Uppdragets upplägg:
1. Litteraturstudie av tidigare studier av centrifugalpumpars dynamik.
2. Genomförande av ett antal stationära och dynamiska 3D CFD-analyser. Med stationär menas
att pumphjulet är låst medan dynamisk avser att pumphjulet är fritt att rotera, med eller
utan pålagt yttre moment (av pumpmotorn). Båda flödesriktningar ska studeras.
3. Utvärdering av stationära och dynamiska resultat med målet att bidra till en förbättrad 1D
modell som på ett mer realistiskt sätt hanterar tryckslag.
4. Sammanfattning i rapport.
Uppdraget är lämpligt för en till två personer med stort intresse för tekniska beräkningar inom
process- och strömningsteknik. Uppdraget utförs tidigast under våren 2015 på FS Dynamics kontor i
Stockholm under handledning av två erfarna ingenjörer inom CFD och termohydraulik.
Kontaktperson på FS Dynamics är:
Ori Levin
Specialist Nuclear Engineering
Telefon: 08-410 532 65
e-post: [email protected]